C語言數(shù)據(jù)類型與sizeof關(guān)鍵字實(shí)例分析

這篇文章主要介紹“C語言數(shù)據(jù)類型與sizeof關(guān)鍵字實(shí)例分析”的相關(guān)知識，小編通過實(shí)際案例向大家展示操作過程，操作方法簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)，希望這篇“C語言數(shù)據(jù)類型與sizeof關(guān)鍵字實(shí)例分析”文章能幫助大家解決問題。

一、前言

介紹C語言當(dāng)中的數(shù)據(jù)類型，并由此引出C語言當(dāng)中的另外一個重要的關(guān)鍵字sizeof .

二、數(shù)據(jù)類型

1、數(shù)據(jù)類型有哪些

C語言的數(shù)據(jù)類型包括基本類型（內(nèi)置類型）、構(gòu)造類型（自定義類型）、指針類型以及空類型

2、為什么要有數(shù)據(jù)類型

為什么要有內(nèi)置類型

我們?nèi)粘Ｉ钪袝龅礁鞣N各樣的場景，而不同的場景需要不同數(shù)據(jù)來表示，比如我們聚餐的人數(shù)、天氣的溫度、海拔的高度等事情通常用整數(shù)來描述，而像人的身高、廣播的頻率、商品的價格則通常用小數(shù)表示，又比如我們的車牌號、樓棟的命名、服裝的尺碼則需要要用字母來表示；C語言作為第一門高級程序設(shè)計語言，為了能準(zhǔn)確描述我們生活中各種各樣的場景，就有了整形、浮點(diǎn)型、字符型這些內(nèi)置類型。

為什么要有自定義類型

我們以自定義類型中的數(shù)組類型和結(jié)構(gòu)體類型舉例：
數(shù)組類型：我們生活中會碰到許多相同類型的集合，比如一個學(xué)校學(xué)生的學(xué)號，每一個學(xué)生的學(xué)號都是整形，那么為了表示所有學(xué)生的學(xué)號，就勢必要定義幾千個整形，顯然，那樣太麻煩了，于是就產(chǎn)生了數(shù)組類型，一個數(shù)組里面的每個元素的類型都是相同的，我們在定義一個學(xué)校學(xué)生的學(xué)號時，只需要定義一個有幾千個元素大小的數(shù)組即可，而不必去慢慢定義一千個整形
結(jié)構(gòu)體類型：我們生活中所要描述的對象常常是復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的集合，拿人來說，一個人有姓名、性別、身高、體重、年齡等等，這些數(shù)據(jù)類型都是不同的，那么為了能夠系統(tǒng)的描述一個人的屬性，就產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)體類型，它把一個人不同類型的數(shù)據(jù)都集中到一個新的類型當(dāng)中，使對象描述和使用更加方便。

3、如何看待數(shù)據(jù)類型

從前面的博客中我們知道，定義變量的本質(zhì)是在內(nèi)存中開辟一塊空間，用來存放數(shù)據(jù)，而今天我們知道不同的變量是需要定義為不同的類型的，把二者結(jié)合起來，我們就不難得出：類型決定的是變量開辟空間的大小。
這時有兩個疑問點(diǎn)，第一、為什么要根據(jù)類型來開辟空間，我們直接開辟一塊空間，將內(nèi)存整體使用不好嗎？答案是：不好。

原因主要有兩點(diǎn)：

1、在任何時刻，你的電腦都不是只在運(yùn)行你目前所使用的那個程序，還有其他許多的程序也在同時運(yùn)行，如果把整塊都分配給了你目前運(yùn)行的程序，其他程序就崩潰了。
2、即使把整塊內(nèi)存都分配給你，你也不能保證在任何時刻都對該內(nèi)存塊全部都用完，這樣就會導(dǎo)致內(nèi)存的浪費(fèi)。
第二、我們使用部分內(nèi)存，使用多少由什么決定的？答案是：是由你的場景決定，你的計算場景，決定了你使用什么類型的變量進(jìn)行計算。你所使用的類型，決定了你開辟多少字節(jié)的空間大小。這也是為什么C語言要有這么多的數(shù)據(jù)類型，就是為了滿足不同的計算場景。
最后，那么不同的數(shù)據(jù)類型到底在內(nèi)存開辟多少空間呢？這就需要使用我們的關(guān)鍵字 – sizeof 來計算了。

三、sizeof – 計算不同類型變量開辟空間的大小

1、內(nèi)置類型開辟的空間大小

`#include<stdio.h>
int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(char));       //1
    printf("%d\n", sizeof(short));      //2
    printf("%d\n", sizeof(int));        //4
    printf("%d\n", sizeof(long));       //4
    printf("%d\n", sizeof(long long));  //8
    printf("%d\n", sizeof(float));      //4
    printf("%d\n", sizeof(double));     //8
}`

2、自定義類型開辟的空間大小

數(shù)組大小

#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr1[10] = { 0 };       //40
    char arr2[10] = { 0 };      //10
    long int arr3[10] = { 0 };  //40
    long long arr4[10] = { 0 }; //80
    float arr5[10] = { 0 };     //40
    double arr6[10] = { 0 };    //80
    printf("%d\n", sizeof(arr1));
    printf("%d\n", sizeof(arr2));
    printf("%d\n", sizeof(arr3));
    printf("%d\n", sizeof(arr4));
    printf("%d\n", sizeof(arr5));
    printf("%d\n", sizeof(arr6));
    return 0;
}

從上面的結(jié)果我們很容易得出：數(shù)組的大小 = 數(shù)組元素的類型乘以元素個數(shù)

其他自定義類型的大小

#include<stdio.h>
struct Test1{
    int a;
    char b;
    float c;
    double d;
};
union Test2{
    int m;
    char n;
};
enum Test3 {
    monday,
    tuesday,
    wednesday,
    thursday,
    frifay
};
int main()
{
    struct Test1 test1 = { 0 };
    union Test2 test2 = { 0 };
    enum Test3 test3;
    printf("%d\n", sizeof(test1));   //24
    printf("%d\n", sizeof(test2));   //4
    printf("%d\n", sizeof(test3));   //4
}

想必上面的結(jié)果與一些小伙伴心中的結(jié)果有所不同，確實(shí)，結(jié)構(gòu)體、聯(lián)合體、枚舉這些自定義類型的大小和數(shù)組大小的求法是不相同的，其具體的求法涉及內(nèi)存對齊、大小端、內(nèi)存分配等相關(guān)知識，這些知識比較復(fù)雜，我會放在自定義類型詳解模塊中為大家講解，現(xiàn)在大家不用去深究。

3、指針類型開辟的空間大小

大家可以看到，我們上面不管指針的類型是什么（整形、字符型、浮點(diǎn)型、數(shù)組型），指針的大小始終是四個字節(jié)或者八個字節(jié)（第一張圖X86表示32位平臺，結(jié)果為4，第二張圖X64表示64位平臺，結(jié)果為8），所以結(jié)論就是：指針在32位平臺下是4個字節(jié)，在64位平臺下是8個字節(jié)。（至于為什么是這樣，這涉及到內(nèi)存編址、地址線等相關(guān)知識，這一部分我會放在指針那里來詳細(xì)講解，現(xiàn)在大家只需要記住這個結(jié)論即可）
注：第二張圖有警告是因?yàn)槲业碾娔X是32位平臺的，強(qiáng)制轉(zhuǎn)成64位會發(fā)生大小不匹配的問題。

4、空類型開辟的空間大小

我們可以看到雖然這里編譯器報錯了，但它仍然打印出來了void的大小：0個字節(jié)
注：void類型的大小為0個字節(jié)，這僅僅是在visual studio這個編譯器下運(yùn)行的結(jié)果，但是，這個結(jié)果在不同的編環(huán)境下跑出來可能不同，就比如在Linux環(huán)境下，void類型的大小就為1，（由于水平的限制，這里暫時不能為大家演示）；而導(dǎo)致這兩者之間有差異的根本原因是不同編譯環(huán)境對C語言的支持程度不同。

四、對sizeof 的進(jìn)一步理解

1、sizeof 為什么不是函數(shù)

從上面我們可以看到，我們可以用 sizeof(a) 和 sizeof(int) 求一個整形的大小，這種方式也是大家所熟悉的，但是我們發(fā)現(xiàn)直接用
sizeof a 也能求出a的大小，而不需要圓括號，所以說，sizeof 是關(guān)鍵字（操作符）但是不是函數(shù)，因?yàn)楹瘮?shù)參數(shù)需要用 () 起來才能正常使用。
注：sizeof int 報錯是因?yàn)?sizeof 和 int 都是關(guān)鍵字，而不能用一個關(guān)鍵字去求另一個關(guān)鍵字的大小

2、sizeof 的其他使用

這里我們定義了一個整型變量 a 和 指針變量 p ,以及數(shù)組 arr，可以看到 a 的大小為 4，arr 的大小為40，這些我們都理解，
那么剩下的sizeof § 、sizeof(&arr) 、sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) 是什么意思呢？下面為大家解釋（涉及指針相關(guān)知識）

p 是一個指針變量，里面存放的是 a 的地址，arr數(shù)組名表示arr數(shù)組首元素的地址（記憶），&arr 表示取出整個數(shù)組的地址，相當(dāng)于一個數(shù)組指針，所以sizeof§ 和 sizeof(&arr) 都是求的指針的大小，而在上面我們知道，指針在32位平臺下是4個字節(jié)，所以這里結(jié)果為4。
最后，sizeof(arr) 求整個數(shù)組的大小，sizeof(arr[0]) 求第一個元素的大小，所以二者相除得到的是數(shù)組的元素個數(shù)10。
注：這里用sizeof(arr[0]) 來求一個數(shù)組元素的大小，而不是用arr[1] 、arr[2] 是因?yàn)槲覀儾恢罃?shù)組有幾個元素，所以可能arr[1] 、arr[2] 根本不存在，但是只要定義了數(shù)組，那么arr[0] 就是一定是存在的，也就是說，這樣做是為了安全。

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