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30 MAY 2012
sizeof() 简介
关于内存对齐:对于n字节的元素(n=2、4、8...), 它的首地址能被n整除才能获得最好的性能!
sizeof是运算符,可用于任何变量名、类型名或常量值,当用于变量名(不是数组名)或常量时,它不需要用圆括号。
它在编译时起作用,而不是运行时。
这是初学者问得最多的一个问题,所以这里有必要多费点笔墨。让我们先看一个结构体:
struct S1
{
char c;
int i;
};
问sizeof(s1)等于多少聪明的你开始思考了,char占1个字节,int占4个字节,那么加起来就应该是5。是这样吗你在你机器上试过了吗也许你是对的,但很可能你是错的!VC6中按默认设置得到的结果为8。
Why为什么受伤的总是我
请不要沮丧,我们来好好琢磨一下sizeof的定义——sizeof的结果等于对象或者类型所占的内存字节数,好吧,那就让我们来看看S1的内存分配情况:
S1 s1 = { 'a', 0xFFFFFFFF };
定义上面的变量后,加上断点,运行程序,观察s1所在的内存,你发现了什么
,s1的地址为0x0012FF78,其数据内容如下:
0012FF78: FF FF FF FF
看看MSDN上的说明:
When applied to a structure type or variable, sizeof returns the actual size, which may include padding bytes inserted for alignment.
原来如此,这就是传说中的字节对齐啊!一个重要的话题出现了。
为什么需要字节对齐计算机组成原理教导我们这样有助于加快计算机的取数速度,否则就得多花指令周期了。为此,编译器默认会对结构体进行处理(实际上其它地方的数据变量也是如此),让宽度为2的基本数据类型(short等)都位于能被2整除的地址上,让宽度为4的基本数据类型(int等)都位于能被 4整除的地址上,以此类推。这样,两个数中间就可能需要加入填充字节,所以整个结构体的sizeof值就增长了。
让我们交换一下S1中char与int的位置:
struct S2
{
int i;
char c;
};
看看sizeof(S2)的结果为多少,怎么还是8再看看内存,原来成员c后面仍然有3个填充字节,这又是为什么啊别着急,下面总结规律。
字节对齐的细节和编译器实现相关,但一般而言,满足三个准则:
1) 结构体变量的首地址能够被其最宽基本类型成员的大小所整除;
2) 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量(offset)都是成员大小的整数倍,如有需要编译器会在成员之间加上填充字节(internal adding);
3) 结构体的总大小为结构体最宽基本类型成员大小的整数倍,如有需要编译器会在最末一个成员之后加上填充字节(trailing padding)。
1) 前面不是说结构体成员的地址是其大小的整数倍,怎么又说到偏移量了呢因为有了第1点存在,所以我们就可以只考虑成员的偏移量,这样思考起来简单。想想为什么。
结构体某个成员相对于结构体首地址的偏移量可以通过宏offsetof()来获得,这个宏也在stdde