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C语言陷阱与技巧第11节,sizeof(数组名)并不等于数组长度,怎样用它计算数组长度呢?

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在C语言程序开发中,sizeof() 是一个常用,也是一个非常有用的关键字,程序员常常使用它来获取变量占用内存的字节数。

称 sizeof() 为“关键字”,是因为虽然 sizeof() 使用起来很像一个函数,但是它与函数还是有很大区别的,这一点本专栏之前的章节讨论过。

小技巧:避免“硬解码”造成的代码维护困难

例如下面这样的例子,请看相关C语言代码如下:

float x;
size_t size = sizeof(x);

size 就等于 x 在内存中占用的字节数。在固定的机器平台,变量 x 是 float 类型,占用的内存字节数是固定的,例如 float 类型在 pc 上常占用 4 字节内存空间。之所以不直接使用 4,而是使用 sizeof(x) 是为了方便以后的维护。可以想象,若以后发现 x 需要使用更长的数据类型 double 才能满足需求,只需将 float x; 修改为 double x; 就可以了,size 会自己适应修改。

其实不仅C语言,在其他语言的程序开发中,都有这样一个原则:尽可能的避免硬解码出现,尽可能的避免重复功能出现,这样才有利于后期的维护——万一需要修改代码,只需要修改一处。

sizeof() 获取数组长度的“陷阱”

很多时候,利用 sizeof() 还可以获取数组的长度,例如下面这两行C语言代码:

char str[128];
size_t len = sizeof(arr);

len 此时等于 128,也即数组 str 的长度。但是如果数组不是 char 型的,而是其他类型的,len 还等于数组长度吗?编写如下C语言程序:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10];
    size_t len = sizeof(arr);
    printf("%ld\n", len;
    return 0;
}

编译并执行这段C语言代码,得到如下结果:

# gcc t.c
# ./a.out 
40

显然,len 并不等于 arr 的长度 10,而是等于 40。很多C语言初学者看到这里会感到迷惑,怎么回事?sizeof(数组名)不是等于数组长度的吗?

sizeof() 关键字从来就不是计算长度的关键字,而是获取变量占内存空间字节数的关键字,这一点要谨记。str 是一个长度为 128 的 char 型数组,它占用内存字节数恰好等于 128,是因为 str 的每一个元素都是 char 型的,而 char 型占用一个字节的内存空间,因此此时 str 占用内存字节数和它的长度恰好是相等的。

再来看数组 arr,它的长度等于 10,但是它的每个元素都是 int 型的,而在我的机器上 int 型变量占用 4 字节内存空间,所以 arr 一共占用 40 字节内存空间,因此 sizeof(arr) 等于 40,而不是 10。

获取数组长度的小技巧

现在知道 sizeof() 有时无法直接获取数组长度的原因了,我们完全可以如下定义一个方法,用于计算数组长度,相关C语言代码如下,请看:

#define    arr_len(x)      ( sizeof(x)/sizeof(*x) )

sizeof(数组名)计算的是整个数组占用的内存字节数,而 sizeof(* x) 等价于 sizeof(x[0]),也即数组第一个元素占用的内存字节数。因为数组中各个元素的类型是相同的,所以 sizeof(* x) 也可以认为是每一个数组元素占用的内存字节数。上述宏定义就相当于:

数组长度 = 数组所有元素占用内存字节数 / 每个元素占用内存字节数

这么看来, arr_len 就不难理解了。编写如下C语言程序测试一下 arr_len:

#include <stdio.h>
int main()
{
    char carr[10];
    int iarr[10];
    char *parr[10];

    printf("%ld %ld %ld\n", arr_len(carr), arr_len(iarr), arr_len(parr));

    return 0;
}

编译并执行上面这段C语言程序,得到如下输出:

# gcc t.c
# ./a.out 
10 10 10

显然,arr_len 计算其他类型数组的长度也不在话下。


C语言陷阱与技巧第11节,sizeof(数组名)并不等于数组长度,怎样用它计算数组长度呢? - 刘冲的博客(https://blog.popkx.com) 原创版权所有,转载请注明出处。
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