sizeof如何知道操作数数组的大小？

Question

这可能是一个愚蠢的问题，但是当您不传入数组中的元素数量时， sizeof 运算符如何知道数组操作数的大小。我知道它不会返回数组中的总元素，而是返回字节大小，但为了得到它，它仍然必须知道数组何时结束。只是好奇这是如何工作的。

Answer 1

sizeof 在编译时解释，编译器知道数组是如何声明的（以及它占用了多少空间）。在动态分配的数组上调用 sizeof 可能不会执行您想要的操作，因为（正如您提到的）未指定数组的终点。

Answer 2

您难以理解这一点的潜在问题可能是因为您像许多人一样混淆了数组和指针。但是，数组不是指针。 double da[10] 是一个由十个 double 组成的数组，而不是 double*，当您询问时，编译器肯定知道这一点评估sizeof(da)。如果编译器知道 sizeof(double)，您不会感到惊讶吗？

数组的问题在于，它们在许多上下文中会自动衰减为指向其第一个元素的指针（例如当它们传递给函数时）。但数组仍然是数组，指针仍然是指针。

Answer 3

除了一种情况外，sizeof 在编译时就完成它的事情。在编译时，编译器会跟踪对象的完整类型[编辑：好吧，无论如何，它知道有关对象类型的所有信息 - 如果类型不完整，那么就不会不包含大小，尝试使用 sizeof 将失败]，并且 sizeof 基本上只是将其中一条信息从编译器“导出”到正在编译的代码中，因此它本质上成为结果代码中的常量。

例外情况是 sizeof 应用于可变长度数组 (VLA)¹。当应用于 VLA 时，sizeof 计算其操作数（否则不会计算），并生成 VLA 的实际大小。在这种情况下，结果不是常数。

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<子>1。 VLA 在 C99 中正式成为 C 的一部分，但在此之前已有一些编译器支持它们。尽管不是 C++ 的正式组成部分，但某些编译器（例如 g++）也将 VLA 包含为 C++ 的扩展。

Answer 4

编译器知道应用程序中每种类型的大小，并且 sizeof 只是请求编译器为您生成该值。

Answer 5

Sizeof 是一个编译时运算符；它具有与编译器一样多的信息。 （显然编译器确实知道数组的大小）。

这就是为什么如果您在指针上调用 sizeof ，您将获得指针的宽度，而不是该指针指向的数组的大小。

Answer 6

Sizeof 只能应用于完全定义的类型。编译器要么能够在编译时确定大小（例如，如果您有像 int foo[8]; 这样的声明），要么能够确定必须添加代码来跟踪变量的大小-length 数组（例如，如果您有一个像 int foo[n+3]; 这样的声明）。

与此处的其他答案相反，请注意，从 C99 开始，sizeof() 不一定在编译时确定，因为数组可能是可变长度的。

Answer 7

如果您在局部变量上使用 sizeof，它就会知道您声明了多少个元素。如果您在函数参数上使用 sizeof，它不会知道；它将参数视为指向数组的指针，sizeof 给出指针的大小。

Answer 8

引用自 wiki：

这是我们的责任
编译器的作者实现
sizeof 运算符以特定的方式
对于给定的实现是正确的
语言。运算符的大小
必须考虑到
底层的实现
内存分配方案以获得
各种数据类型的大小。大小是
通常是一个编译时运算符，
意味着在编译过程中，sizeof
其操作数被替换为
结果值。这一点在
C 生成的汇编语言代码
或 C++ 编译器。为此原因，
sizeof 符合运算符的资格，甚至
尽管它的使用有时看起来像
函数调用。

Answer 9

sizeof 运算符“知道”所有原子数据类型的大小，因为结构体、联合体和数组可以仅通过组装原子类型来构造，很容易确定任何类型的数组的大小。它使用基本算术来确定复杂类型（在编译时）。

Answer 10

sizeof通常在编译时评估。值得注意的例外是 C99 的可变长度数组。

int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc > 1)
    {
        int count = atoi(argv[1]);
        int someArray[count];

        printf("The size is %zu bytes\n", sizeof someArray);
    }
    else puts("No");
}

Answer 11

Sizeof 总是在编译时计算。在多遍编译器中，生成符号表时，编译器必须确定声明的每个符号的大小，以进一步生成中间代码。因此，代码中的所有 sizeof 引用都会替换为确切的值。在中间代码生成阶段，所有运算符、语句都被转换为正确的中间代码（ASM/其他格式）。最后，m/c 代码生成阶段将其转换为机器代码。

上面看到的一些关于与 sizeof 相关的动态分配的讨论根本不在上下文中。任何对 size(*p) 的引用，其中 p 是任何数据类型的指针，编译器只是找出 *p 的数据类型并替换其大小，而不是去检查分配块的 MCB 头来查看分配的是什么内存大小。它不是在运行时。例如双 *p; sizeof(*p) 仍然可以在不为指针 p 分配任何内存的情况下完成。怎么可能呢？

Answer 12

sizeof 在编译时计算。这就是为什么当您创建动态数组时，您按以下方式创建它。

char * array;
int size;
//Get size somehow.
array = malloc(size*(sizeof(char)));

// 现在在编译过程中，编译器确切地知道 char 的大小。因为它必须将它们在内存中对齐。此时，操作系统知道它必须分配多少大小。

另一方面，可变长度数组是在堆栈上创建的。但是任何 malloc 分配的内存都会在堆上创建。