C++中sizeof运算符的操作答案

【问题标题】：The operation of the sizeof operator in C++C++中sizeof运算符的操作
【发布时间】：2016-03-15 06:53:27
【问题描述】：

在我的 MS VS 2015 编译器上，sizeof int 是 4（字节）。但是sizeofvector<int>是16。据我所知，一个vector在它还没有初始化的时候就像一个空盒子，那为什么它是16呢？为什么是 16 而不是其他数字？

此外，如果我们有vector<int> v(25);，然后用整数初始化它，那么v 的大小仍然是16，尽管它有25 个int 数字！每个 int 的大小是 4，所以 sizeof v 看起来应该是 25*4 字节，但实际上它仍然是 16！为什么？

【问题讨论】：

你能检查int * 变量的大小吗？我认为 16 是您机器中的指针大小
sizeof (int*) 是 4。
类型的大小不会随其内容而变化，这是一个基本的 C++ 规则。例如：char *j = "hello": char *k = "goodbye";。由于j 和k 都是char * 类型，因此它们占用的字节数相同。他们可以用来访问的东西的大小无关紧要。
我建议你编写自己的'vector'类以便更好地理解。从非模板开始，然后模板化您的矢量类。你会得到扎实的理解！
@niyasc 实现std::vector 至少需要3 个指针大小的对象（或者实际上是一个指针和两个std::size_t 大小的对象）。在 32 位系统上，具有 4 字节指针并允许对齐，对于 std::vector，16 是合理的大小。

标签： c++ vector sizeof

【解决方案1】：

每个 int 的大小是 4，所以 v 的大小看起来应该是 25*4 字节，但实际上它仍然是 16！为什么？

您混淆了sizeof(std::vector) 和std::vector::size()，前者将返回向量本身的大小，不包括它所包含的元素的大小。后者将返回元素的数量，您可以通过std::vector::size() * sizeof(int) 获取它们的所有大小。

那为什么是 16？为什么是 16 而不是其他数字？

sizeof(std::vector) 是什么取决于实现，主要是implemented with three pointers。在某些情况下（例如调试模式），为方便起见，大小可能会增加。

【讨论】：

【解决方案2】：

std::vector 通常是一个包含两个元素的结构：其元素的指针（数组）和数组的大小（元素数）。

由于size是sizeof(void *)，指针也是sizeof(void *)，所以结构的大小是2*sizeof(void *)，即16。

元素的数量与大小无关，因为元素是在堆上分配的。

编辑：正如 M.M 所提到的，实现可能会有所不同，例如指针 start、end、allocatedSize。所以在 32 位环境中应该是3*sizeof(size_t)+sizeof(void *)，这里可能就是这种情况。即使是原始版本也可以使用硬编码为 0 的start 和通过屏蔽end 计算的allocatedSize，因此真正依赖于实现。但重点还是一样。

【讨论】：

该向量至少需要 3 个数字或指针（开始、结束、容量），因此 16 的大小可能表示 3 个 4 字节指针加上一些簿记
我认为您误解了@MM 所说的内容。您需要三个信息来满足std::vector 规范。您需要 begin()、end()、size() 和 capacity() 都为 O(1)。
@juanchopanza ：它们仍然是 - 如果start 被硬编码为索引0，size 和 end 将是相同的。而capacity 将被计算为(size&(size-1))<<1。除了从一开始删除元素的操作之外，性能几乎相同。即使使用 4 字段实现 start 和 end 最好是整数 (size_t)，因为它们不需要在每次重新分配后进行调整。但正如我所说 - 它确实可能因实施而异。

【解决方案3】：

sizeof 在编译时计算，因此它只计算类中声明的变量的大小，其中可能包括几个计数器和一个指针。指针指向的内容随大小而变化，但编译器不知道这一点。

【讨论】：

【解决方案4】：

可以使用指针来解释大小，这些指针可以是：1）向量的开头 2）向量的结尾和 3）向量的容量。所以它更像是依赖于实现，并且会随着不同的实现而改变。

【讨论】：

【解决方案5】：

您似乎将“数组”与“向量”混合在一起。如果您有一个本地数组， sizeof 将确实提供数组的大小。但是，vector 不是数组。它是一个类，一个来自 STL 的容器，保证内存内容位于单个内存块中（如果向量增长，它可能会被重新定位）。

现在，如果您查看 std::vector 实现，您会注意到它包含字段（至少在 MSVC 14.0 中）：

 size_type _Count = 0;
 typename _Alloc_types::_Alty _Alval;   // allocator object (from base)
 _Mylast
 _Myfirst

在您的实现下，这可能总计 16 个字节（注意：经验可能会有所不同）。

【讨论】：