【C语言】sizeof 关键字

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在C语言中，sizeof运算符用于计算数据类型或变量的大小（以字节为单位）。sizeof是一个编译时运算符，它在编译阶段确定类型或变量的大小，而不是在运行时。

基本用法

sizeof可以用于计算基本数据类型、数组、结构体以及指针的大小。

基本数据类型

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Size of char: %zu bytes\n", sizeof(char));
    printf("Size of int: %zu bytes\n", sizeof(int));
    printf("Size of float: %zu bytes\n", sizeof(float));
    printf("Size of double: %zu bytes\n", sizeof(double));
    return 0;
}

在这个例子中，sizeof运算符用于计算基本数据类型的大小，并使用%zu格式说明符来打印结果。%zu是打印size_t类型的推荐格式说明符。

变量

#include <stdio.h>

int main() {
    int num;
    double value;
    printf("Size of num: %zu bytes\n", sizeof(num));
    printf("Size of value: %zu bytes\n", sizeof(value));
    return 0;
}

在这个例子中，sizeof运算符用于计算变量的大小。

数组

#include <stdio.h>

int main() {
    int array[10];
    printf("Size of array: %zu bytes\n", sizeof(array));
    printf("Number of elements in array: %zu\n", sizeof(array) / sizeof(array[0]));
    return 0;
}

在这个例子中，sizeof运算符用于计算数组的大小，以及数组中元素的数量。计算数组中元素的数量的方法是用数组的总大小除以单个元素的大小。

结构体

#include <stdio.h>

typedef struct {
    int id;
    char name[50];
    float salary;
} Employee;

int main() {
    Employee emp;
    printf("Size of Employee: %zu bytes\n", sizeof(Employee));
    printf("Size of emp: %zu bytes\n", sizeof(emp));
    return 0;
}

在这个例子中，sizeof运算符用于计算结构体类型和结构体变量的大小。

指针和动态内存分配

sizeof运算符还可以用于计算指针的大小，以及为动态内存分配提供合适的大小参数。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int *ptr = malloc(10 * sizeof(int));
    if (ptr != NULL) {
        printf("Memory allocated for 10 integers\n");
        free(ptr);
    } else {
        printf("Memory allocation failed\n");
    }
    return 0;
}

在这个例子中，sizeof(int)用于计算分配10个整数所需的内存大小。

注意事项

类型和表达式：sizeof可以作用于类型和表达式。当作用于类型时，需要使用括号；当作用于变量时，可以省略括号。
```
sizeof(int);       // 作用于类型，需要括号
sizeof num;        // 作用于变量，可以省略括号
```
编译时计算：sizeof在编译时计算，不会导致运行时的开销。这意味着你可以安全地在任何地方使用sizeof来确定大小。
结构体对齐：计算结构体大小时，可能会因为内存对齐而大于所有成员大小的总和。
```
typedef struct {
    char a;
    int b;
} Example;

int main() {
    printf("Size of Example: %zu bytes\n", sizeof(Example));
    return 0;
}
```
在这个例子中，sizeof(Example)可能会大于1字节（char）和4字节（int）的总和，具体取决于编译器的内存对齐策略。

示例程序

以下是一个包含多种用法的综合示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
    int id;
    char name[50];
    float salary;
} Employee;

int main() {
    int num = 10;
    double value = 20.5;
    int array[10];
    Employee emp;

    printf("Size of int: %zu bytes\n", sizeof(int));
    printf("Size of double: %zu bytes\n", sizeof(double));
    printf("Size of num: %zu bytes\n", sizeof(num));
    printf("Size of value: %zu bytes\n", sizeof(value));
    printf("Size of array: %zu bytes\n", sizeof(array));
    printf("Number of elements in array: %zu\n", sizeof(array) / sizeof(array[0]));
    printf("Size of Employee: %zu bytes\n", sizeof(Employee));
    printf("Size of emp: %zu bytes\n", sizeof(emp));

    int *ptr = malloc(10 * sizeof(int));
    if (ptr != NULL) {
        printf("Memory allocated for 10 integers\n");
        free(ptr);
    } else {
        printf("Memory allocation failed\n");
    }

    return 0;
}