为什么我的普通 sizeof 运算符需要 char* 演员表？答案

【问题标题】：Why does my homespun sizeof operator need a char* cast?为什么我的普通 sizeof 运算符需要 char* 演员表？
【发布时间】：2010-04-09 14:43:47
【问题描述】：

下面是不使用 sizeof 运算符求结构体大小的程序：

struct MyStruct
{
  int i;
  int j;
};

int main()
{
   struct MyStruct *p=0;
   int size = ((char*)(p+1))-((char*)p);
   printf("\nSIZE : [%d]\nSIZE : [%d]\n", size);
   return 0;
}

为什么需要对 char * 进行类型转换？

如果我不使用 char* 指针，则输出为 1 - 为什么？

【问题讨论】：

提醒：结构的大小可能不等于其成员（字段）大小的总和。允许编译器在结构的成员之间插入填充字节。一个例子是在地址上对齐变量，以便处理器有效地获取。

标签： c

【解决方案1】：

因为指针运算以指向的类型为单位工作。例如：

int* p_num = malloc(10 * sizeof(int)); 
int* p_num2 = p_num + 5;

这里，p_num2 不指向p_num 之外的五个字节，它指向p_num 之外的五个整数。如果在您的机器上一个整数是 4 个字节宽，则存储在 p_num2 中的地址将比存储在 p_num 中的地址多 20 个字节。这样做的原因主要是因为指针可以像数组一样被索引。 p_num[5] 完全等同于 *(p_num + 5)，因此指针运算始终以字节为单位是没有意义的，否则 p_num[5] 会给你一些从第二个整数中间开始的数据，而不是给你如您所料，第六个整数。

为了将特定数量的字节移动到指针之外，您需要将指针强制转换为指向保证正好为 1 字节宽的类型（char）。

另外，这里有一个错误：

printf("\nSIZE : [%d]\nSIZE : [%d]\n", size);

您有两个格式说明符，但格式字符串后面只有一个参数。

【讨论】：

【解决方案2】：

如果我不使用 char* 指针，则输出为 1 - 为什么？
因为operator- 遵循与operator+ 相同的指针算术规则。当您向指针添加 1 时，您增加了 sizeof(MyStruct)，但如果没有强制转换，您将在指针的 operator- 中将字节差除以 sizeof(MyStruct)。

为什么不使用内置的sizeof() 运算符？

【讨论】：

如果你使用sizeof，一定要在指向的对象上使用它，而不是指针本身。 sizeof(p) 将为您提供指针的大小，而sizeof(*p) 将为您提供MyStruct 的大小。

【解决方案3】：

因为您想要以字节为单位的结构的大小。并且指针算术隐式使用类型大小。

int* p;
p + 5; // this is implicitly p + 5 * sizeof(int)

通过转换为 char* 可以规避这种行为。

【讨论】：

好吧，sizeof 以 char 存储的任何单位返回大小（即 sizeof(char) 始终为 1）。这是典型实现中的字节数，但不需要如此......
确实如此，但无论何时您要求字节类型，您都会得到答案 unsigned char :)

【解决方案4】：

指针算法是根据指针类型的大小来定义的。这就是允许（例如）指针算术和数组下标之间的等价性——*(ptr+n) 等价于ptr[n]。当您减去两个指针时，您会得到它们所指向的项目数的差异。转换为pointer to char 意味着它告诉您这些地址之间的字符数。由于 C 使 char 和 byte 本质上是等效的（即一个字节是一个字符所需的存储空间），这也是第一项占用的字节数。

【讨论】：