C/C++ 中 sizeof 关键字 | 编程指北-计算机学习指南

大部分内容都来自上面这个指南，这里只是自己总结一下。

strlen 是头文件 cstring 中的函数，而 sizeof 是 C++ 中的运算符。

1.strlen

strlen 是一个 C 标准库中的函数，用于计算 C 风格字符串（以空字符 '\0' 结尾的字符数组）的长度，即不包括结尾的空字符的字符个数。不能计算string类型数据的长度。

strlen的码源如下：

size_t strlen(const char *str) {
    size_t length = 0;
    while (*str++)
        ++length;
    return length;
}

2.sizeof

几个关键的点：

1. 指针的大小永远是固定的，取决于处理器位数，32位就是 4 字节，64位就是 8 字节

2. 数组作为函数参数时会退化为指针，大小要按指针的计算， 详细请看这篇文章数组退化为指针

3. struct 结构体要考虑字节对齐，字节对齐的具体规则请看这篇文章: 字节对齐

4. 字符串数组要算上末尾的 '\0'

举例：

// 前提: 64 位电脑上
char  str[] = "Hello World" ;
char   *p = str;
double *dp;
int n = 10;

sizeof(str )＝___12_____  // 11个字符 + 末尾'\0'，总结第四点
sizeof ( p ) =  ___8 ___  // 64 位电脑，指针 8 个字节
sizeof ( n ) = ___4______  // int 一般 4 个字节
  
void Func (char str[10])
{
   sizeof( str ) = _8__  // 数组做参数退化为 char类型指针，即 8 个字节，总结第2点
}
void *vp = malloc( 100 );

sizeof ( vp )＝__8____  // vp 是一个 void 类型指针，还是 8 个字节

struct AlignedStruct {
    char a;   // 本来1字节，padding 3 字节
    int b;    //  4 字节
    short c;  // 本来 short 2字节，但是整体需要按照 4 字节对齐(成员对齐边界最大的是int 4) ，
    //所以需要padding 2，总共: 4 + 4 + 4
};
struct B{
    double b;   //8字节
    int a;      //4字节
    char c;     //1字节，和前面的4字节一起合并到一个8字节里面
};

指针，引用，sizeof

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
void print1(int v[10]){
    cout<<sizeof(v)<<endl;  //8，指针的大小
}
void print2(int (&v)[10]){
    cout<<sizeof(v)<<endl;  //40，arr数组的大小
}
void print3(int* v){
    cout<<sizeof(*v)<<endl; //4，arr[0]这个int的大小
}
int main(){
    int arr[10]={0};
    print1(arr);
    print2(arr);
    print3(arr);
    return 0; 
}

一看没什么问题，但是要知道引用底层使用指针来实现的，那为什么同样是指针引用算出来了整个数组的大小，而指针只算出来了一个Int的大小。

我认为原因如下：

程序执行分为这5步：

1. 预处理 (Preprocessing)
2. 编译 (Compilation)
3. 汇编 (Assembly)
4. 链接 (Linking)
5. 加载 (Loading) 与 运行 (Execution)

sizeof是运算符，它会在预处理阶段就变为一个具体的数值，而把引用具体实现为指针是在汇编阶段。所以在算sizeof的时候引用还没有变为指针，它的处理逻辑应该是引用单独的一套。

问了gemini具体执行应该是这样的：
1.sizeof进行替换，比如print1中的sizeof(v)会被替换为sizeof(int *)。就是说他会根据变量名查找具体的类型，然后把sizeof的参数变为具体的类型。

void print1(int v[10]){
    cout<<sizeof(v)<<endl;  //替换为sizeof(int *);
}

2.知道了他会替换，我们来看print2中的执行

void print2(int (&v)[10]){
    // 1. v 的类型是 int (&)[10]（对10个int的数组的引用）,也就是说v还是一个引用
    // 2. C++ 标准规定：sizeof(引用) == sizeof(被引用的类型)
    // 3. v 引用的类型是 int [10]
    // 4. 因此，sizeof(v) 等价于 sizeof(int [10])
    cout<<sizeof(v)<<endl;  // 40
}

所以虽然引用底层使用指针实现的，但是sizeof是在预处理期就运行的，还不涉及底层，这时候引用可以得到arr数组实际的大小是通过c++标准规定实现的。