C 语言 sizeof() 运算符

sizeof() 运算符在 C 语言中很常用。它以字节为单位确定表达式或指定数据类型的大小。sizeof() 运算符有一个操作数，可以是表达式或数据类型转换（将数据类型括在括号内）。数据类型不仅可以是原始数据类型，如整数或浮点数据类型，还可以是复合数据类型，如联合体和结构体，以及指针数据类型。

sizeof() 运算符的必要性

通常，程序知道基本数据类型的存储大小。虽然数据类型的存储大小是固定的，但在不同的平台上实现时会有所不同。例如，我们使用 sizeof() 运算符动态分配数组空间。

在上面的示例中，我们使用了应用于 int 类型转换的 sizeof() 运算符。我们使用 malloc() 函数分配内存，并返回指向该分配内存的指针。内存空间等于 int 数据类型占用的字节数乘以 10。

注意
输出可能因机器而异，例如 32 位操作系统和 64 位操作系统对相同数据类型会显示不同的输出。

sizeof() 运算符根据操作数的类型表现不同。

• 操作数是数据类型
• 操作数是表达式

当操作数是数据类型时。

在上面的代码中，我们使用 sizeof() 运算符打印 int、char、float 等不同数据类型的大小。

输出

当操作数是表达式时

在上面的代码中，我们创建了两个分别类型为 double 和 float 的变量“i”和“j”，然后使用 sizeof(i+j) 运算符打印表达式的大小。

输出

size of (i+j) expression is : 8

处理数组和结构体

除了上述用法外，sizeof() 运算符在处理数组和结构体时也非常有用。连续的内存块称为数组，理解其大小对于一些任务至关重要。

例如

输出

Size of the array arr is: 20
Number of elements in arr is: 5

Sizeof(arr) 返回数组的总大小（以字节为单位），而 sizeof(arr[0]) 返回数组最小元素的大小。数组中的项目数是通过将总大小除以单个元素的大小（arrSize）来确定的。通过使用这种技术，代码在面对数组大小时将保持灵活性。

同样，您可以使用 sizeof() 运算符来确定结构体的大小。

输出

Size of the structure Person is: 40 bytes

动态内存分配和指针算术

sizeof() 运算符的其他应用包括指针算术和动态内存分配。在处理数组和指针时，了解数据类型的大小对于正确的内存分配和元素访问至关重要。

输出

Dynamic array elements: 1 2 3 4 5

说明

在此示例中，已动态分配了一个大小为 numElements 的整数数组。numElements * sizeof(int) 字节表示分配的总内存量。通过这样做，可以确保数组有足够的空间来容纳所需的整数数量。

联合体的 Sizeof()

联合体与sizeof() 运算符兼容。联合体与结构体相似，不同之处在于一次只有一个成员可以处于活动状态，并且所有成员共享内存。

输出

Size of the union Data is: 20 bytes

sizeof() 运算符非常重要，因为它对于内存管理、可移植性和有效的数据处理至关重要。在 C 语言中，sizeof() 运算符在以下列表中列出的原因中至关重要：

内存分配：在处理数组和动态内存分配时，sizeof() 运算符经常用于内存分配。在为数组或结构体分配内存时，了解数据类型的大小可以确保保留正确的内存量，从而减少内存溢出并提高内存利用率。

可移植性：由于 C 语言是流行的编程语言，因此代码经常需要在具有不同体系结构和数据类型大小的多个系统上运行。由于它在编译时指定了数据类型的大小，因此 sizeof() 运算符通过使程序能够自动适应不同的平台，有助于设计可移植的代码。

指针算术：在处理指针时，sizeof() 运算符有助于确定内存偏移量，从而允许在数据结构、数组和其他内存区域中进行精确移动。在遍历数组或动态分配的内存时，它非常有用。

处理二进制数据：在处理二进制数据或文件时，sizeof() 运算符可确保读取或写入的数据量正确，从而避免因数据大小假设不准确而导致的错误。

联合体和结构体：在管理结构体和联合体时，sizeof() 运算符至关重要，尤其是在使用它们构建复杂数据结构时。当您了解结构体和联合体的大小后，内存分配和访问将变得高效且无错误。

安全缓冲区管理：在处理字符数组（字符串）时，sizeof() 运算符有助于确保缓冲区足够大以容纳正在处理的数据，从而防止缓冲区溢出和潜在的安全漏洞。

数据序列化和反序列化：在需要将数据序列化（转换为字节流）或反序列化（从字节流中检索）的情况下，sizeof() 运算符可确保处理的数据量正确，从而在数据传输或存储过程中保持数据完整性。

代码改进：了解各种数据格式的大小有时可能有助于代码优化。例如，它使编译器能够更有效地对数据结构进行对齐，从而减少内存浪费并提高缓存性能。

C 语言中 sizeof() 运算符的要求

sizeof() 运算符是 C 语言编程中的关键组成部分，因为它在内存管理和数据处理的各个方面都有需求。了解数据类型的大小对于有效地分配内存至关重要，尤其是在处理数组和动态内存分配时。通过确保保留适当的内存量，这些信息有助于避免内存溢出并优化内存使用。sizeof() 运算符对于创建可移植代码也至关重要，该代码可以在具有不同体系结构和数据类型大小的多个系统上无错误地执行。

程序可以在无需手动修改的情况下适应许多平台，因为它在编译时提供了数据类型的大小。此外，在处理指针时，sizeof() 运算符可以精确地导航数据结构和数组，从而实现安全有效的指针算术。sizeof() 运算符的另一个应用是处理联合体和结构体。它可确保在复杂的数据结构中进行精确的内存分配和访问，从而防止错误和效率低下。sizeof() 运算符是一个基本工具，可使 C 程序员创建高效、可移植且健壮的代码，同时优化性能和数据完整性。它可确保安全的缓冲区管理并简化数据序列化和反序列化。

结论

总之，C sizeof() 运算符是一个有用的工具，用于计算各种对象的 L 大小，包括数据类型、表达式、数组、结构体、联合体等。由于它在编译时提供数据类型的大小，适应多个平台和环境，因此使程序员能够创建可移植且灵活的代码。开发人员可以通过了解各种数据类型的存储需求，有效地处理程序中的内存分配、指针算术和动态内存分配。

在处理数组和结构体时，sizeof() 运算符非常有帮助，因为它可以确保正确的内存分配并方便地检索元素。此外，它还支持指针算术，从而更容易地在内存区域之间移动。但是，由于运算符优先级，程序员在使用带有 sizeof() 运算符的复杂表达式时应谨慎。

总而言之，学习sizeof() 运算符使 C 程序员能够编写高效、可靠且平台无关的代码，从而创建稳定且可适应的软件解决方案。