16.size_of是在编译期还是在运行期确定
🔬 sizeof运算符:编译期还是运行期确定?
📖 内容概览
本文详细探讨C++中sizeof运算符的工作原理,分析其值是在编译期还是运行期确定的,结合C89和C99标准的不同行为,通过代码示例演示sizeof的实际表现,并总结sizeof的核心特性和使用注意事项。
🎯 核心概念
✨ sizeof运算符的定义
根据《C语言程序设计》的描述:
C语言提供了一个编译时(compile-time) 一元运算符 sizeof,它可以用来计算任一对象的长度。表达式
sizeof 对象以及sizeof(类型名)将返回一个整型值,它等于指定对象或类型占用的存储空间字节数。
🔍 编译期与运行期的区别
- 编译期:程序编译阶段,编译器根据类型信息计算sizeof的值
- 运行期:程序执行阶段,根据实际运行时数据动态计算
🛠️ 代码示例与分析
📝 示例1:基本类型的sizeof
#include <stdio.h>int main() { int n = 3; printf("%d\n", sizeof(n++)); // 输出:4 printf("%d\n", n); // 输出:3 return 0;}分析:
sizeof(n++)的结果为4,且n++没有执行- 说明sizeof在编译期就确定了结果,不执行表达式
📝 示例2:C99动态数组的sizeof
// 需在C99标准或更高版本的编译器下编译#include <stdio.h>int main() { int n; scanf("%d", &n); // 输入:3 int arr[n]; // 动态数组(VLA,Variable Length Array)
printf("%d\n", sizeof(arr)); // 输出:12 printf("%d\n", n); // 输出:3 return 0;}运行结果(输入3):
123sizeof(arr)的结果为12(3*4=12)- 动态数组的大小由运行时输入确定,因此sizeof(arr)的值也在运行时确定
- 但需要注意:这是C99引入的VLA特性,在C89中不允许
🔍 标准版本差异
📋 C89标准
- 不支持动态数组
- sizeof的结果完全在编译期确定
- sizeof的值可以作为常量使用,如数组大小、case标签等
📋 C99标准
- 引入了动态数组(VLA)
- 对于动态数组,sizeof的结果在运行期确定
- 对于其他类型,sizeof的结果仍在编译期确定
📋 关键特性总结
- 运算符而非函数:sizeof是一元运算符,不是函数,因此可以省略括号(如
sizeof int) - 不执行表达式:sizeof内部的表达式不会被执行(如
sizeof(n++)不会改变n的值) - 编译期确定为主:除了C99动态数组外,sizeof的值都在编译期确定
- 类型安全:sizeof根据类型信息计算,不会访问内存,因此是类型安全的
- 不能求动态分配内存大小:sizeof无法获取malloc/free或new/delete分配的内存大小
📋 结论
- 主要场景:sizeof的值在编译期确定
- 例外情况:C99引入的动态数组(VLA),其sizeof值在运行期确定
- 本质:sizeof是一种编译期为主的运算符,用于获取类型或对象的内存大小
- 注意:sizeof无法获取动态分配内存的实际大小,只能获取类型或静态分配对象的大小 理解sizeof的工作原理,对于编写高效、安全的C++代码至关重要,特别是在内存管理和性能优化方面。