C语言其实不简单:sizeof

问:C语言中一共有多少个关键字?

答:32个。

答不上来的没关系,很正常,我们玩的是程序的艺术,而不是背数字。不过这个特殊的数字1<<5也是很好记的-.-。


问:sizeof是函数还是关键字?

第一次看到这个问题,你可能会觉得有点莫名其妙,sizeof当然是函数了,因为sizeof后面都跟了个括号,这显然是函数的象征。但是既然我这么问了,你可能也猜到了,sizeof不是个函数,它是个关键字!长期以来由于sizeof的"标准用法",导致sizeof极容易被理解为一个函数。尝试运行下面的代码:

#include <stdio.h>

int main()
{
    int num = 5;
    printf("%d\n", sizeof(num));
    printf("%d\n", sizeof(int));
    printf("%d\n", sizeof num);
    getchar();
    return 0;
}

sizeof num居然也能正确输出4,可见它真的不是函数。不过sizeof int就是错误的了,它会产生如下错误:

error: expected primary-expression before "int"
因为int前面只能跟auto、unsigned等,况且sizeof int要怎么来理解?是想计算大小呢?还是想表示"sizeof"类型的int变量呢。

查阅相关资料后总结如下:

当要计算变量的大小,例如基本类型(int、double)的变量,结构体变量(实例)时,可以不用括号,

当要计算一个类型时,不能省略括号。

不管什么场合都加上个括号,一是统一,而是能使程序可读性更强,且不易出错。我的目的并不是为了省略这个括号,省略了并不会让事情变得更好。我所想要表达的是sizeof的另一方面:因为现在我们知道了sizeof不是函数而是关键字,所以其本质也就完全不同了。函数是在运行时确定的,而关键字是在编译时确定的。区别的话,尝试运行如下程序:

#include <stdio.h>

int main()
{
    int cc[10];
    printf("%d\n", sizeof cc[999999999]);
    getchar();
    return 0;
}

上面的程序并不会出错,而是正确输出了4。并不是因为sizeof真的去找相对于cc首地址偏移999999999个位置的那个内存,正如上文所述,sizeof在编译时确定,所以它根据cc[X]的类型来确定大小。因为sizeof没有去访问这些地址,所以上面程序语法上没有任何问题,只不过逻辑上来说好像没什么实际意义。

关于sizeof还有一个需要注意的地方。试试在脑海中执行下面的程序,得出一个结果以后再去运行它:

#include <stdio.h>

#define SIZE_OF_ARRAY (sizeof(array) / sizeof(array[0]))

int main()
{
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};

    for(int d = -1; d < (SIZE_OF_ARRAY-1); d++)
        printf("%d\n", array[d+1]);
    
    printf("END\n");
    getchar();
    return 0;
}
是不是跟你想的不太一样?为什么数组一个都没输出?原因就在于sizeof返回的是unsigned int,当int与unsigned int比较的时候,int是要转成unsigned int的,当int <0的时候,这种强制转换自然也就悲剧了,其结果是MaxValue(unsigned int)-abs(int),那么当d = -1的时候,自然就转变成一个相当巨大的数了,for循环当然也就不执行了。

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a = -1;
    unsigned int b = 10000;
    if(a > b)
        printf("a > b\n");
    else
        printf("a < b\n");
    
    a = (unsigned int)a;
    printf("%u\n", a);  // unsigned int要用%u输出而不要习惯地写成%d
    
    getchar();
    return 0;
}

最后,因为刚才提到了unsigned int的最大值,C语言中想要输出int或是unsigned int的最大值要怎么办呢?有个简单的小技巧:

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("Max value of unsigned int is: %u\n", ~(unsigned int)0);       // 结果只能用%u表示
    printf("Max value of int is: %d\n", ~(unsigned int)0 >>1);   // 结果用%d, %u表示均可 
    getchar();
    return 0;
}


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