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C语言其实不简单：sizeof

2024-07-18 16:18:37   221人阅读

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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