sizeof的一些牛角尖问题

Jian Lin — Sun, 15 Feb 2009 08:08:09 +0000

　　昨天看了一些C语言问题（http://www.gowrikumar.com/c/）以及国内几个Geeks的解答（http://wangcong.org/blog/?p=291，http://www.matrix67.com/blog/archives/429），看来自己的C基础还是可以的，没遇到什么大问题。有时候自己也去分析过IOCCC（http://www.ioccc.org/）的代码，或多或少可以学到一些东西。尽管听起来都像是“‘回’字有四样写法”的那样。
　　说几条我最近想到的问题及其解答，都是关于sizeof的：
　　1、sizeof(i++)之后，i的值会怎样？答案是不变。记得大一初学C语言时想研究一下sizeof与函数有什么区别，得到的结果只是一些语法上的差别；学了汇编之后看看编译器生成的代码，才发现sizeof在编译时直接给定了一个常值，而非在运行时求值。进而又分析过sizeof(表达式)的结果，清楚了类型提升原理。但我之前没有注意过表达式中出现副作用的问题，于是在sizeof(i++)的问题上犹豫了。现在经过查阅资料和实验，结论是：sizeof在大多数情况下是编译时定值的，表达式中的任何副作用（包括有副作用的运算符、函数调用等）都不会发生。这里说“大多数情况”，排除了针对C99的新特性——不定长数组（variable length array）的特例。参考这篇文章（http://rednaxelafx.javaeye.com/blog/225909），如果sizeof运算符的参数是一个不定长数组，则该需要在运行时计算数组长度。
　　2、sizeof('a')的结果是多少？这个要看是在C中还是C++中了。根据C99标准的规定，'a'叫做整型字符常量（integer character constant），为int型，故结果是4（对于32位机器）；而ISO C++规定，'a'叫做字符字面量（character literal），为char型，故结果是1。C强调了'a'的“数”属性，而C++强调了'a'的“字符”属性。
　　3、sizeof('ab')的结果又是多少？'ab'这种语法我以前没有注意到。经查，这叫做“多字节字符常量”（multi-character character constant），它限制在单引号中包含2至4个字节。根据标准，多字节字符常量的语义由编译器的实现决定。在我测试的gcc 4.0和VS2008中，如果int a = 'abcd'，则a == 0x61626364。sizeof('ab') == sizeof('abc') == sizeof('abcd') == 4。
　　4、那么sizeof(L'a')呢？虽然wchar_t是在源代码级可移植的宽字符，但其大小依赖于操作系统或编译器的定义。无论C或C++，wchar_t字面量本身就是wchar_t类型的常量，所以sizeof(L'a')就等于sizeof(wchar_t)。在我在32位Windows和Linux平台下分别为2和4。
　　5、至于sizeof(L'ab')、sizeof(L'中')、sizeof(L'中国')又会如何？宽字符常量的单引号中出现多个字节构成的单个字符（如L'中'）是合法的，对它取sizeof，结果等于具体实现下的sizeof(wchar_t)。但出现多个字节构成的多个字符（如L'ab'、L'中国'）则是没有定义的，编译器可能报错，也可能给出不同的实现。在我测试的gcc4.0和VS2008中，L'abcd'分别返回了0x64和0x61。对它们取sizeof，结果等于具体实现下的sizeof(wchar_t)，但注意这是标准未定义的，不应该确信。
　　这些东西在现实的工程中很少用到，毕竟自己写代码的时候都偏向于保守的、确保清晰而正确的方法。但在求职面试之类的场合，sizeof还是一个比较重要的考点，钻一钻牛角尖是值得的。

原文链接：http://blog.linjian.org/articles/sizeof-interesting-problems/，作者：林健。
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