當sizeof遇上陣列名

一、 sizeof是何方神聖

說到sizeof，首先必須知道的一點：sizeof不是函式，sizeof是操作符。sizeof的作用就是，計算一個物件或型別所佔的記憶體位元組數。

1.1 sizeof的語法

sizeof()：
這也正是為什麼sizeof會有那麼多人誤解其為函式。括號裡面可以是一個數據物件，也可以是一個數據型別。對於有括號的這種語法來說，你大可以不用理會括號裡面是一個數據型別還是一個數據物件。
sizeof object:
初次見面，以為是語法錯誤，其實這也是sizeof的一種用法，計算資料物件所佔的記憶體位元組數。如果計算的是一個數據型別，那麼請用上面的括號形式。如此看來，那麼多程式設計師使用()的語法形式是有道理的，因為放之四海皆準。

1.2 sizeof如何計算大小的

sizeof既然那麼偉大，那麼他是如何偉大的，什麼時候做了這個偉大的事情呢？我們知道，當我們定義一個變數的時候，我們就獲得了一個可以供我們使用的記憶體空間，那麼計算分配記憶體大小的事情又是誰做的呢？如果你對程式的編譯和執行稍作了解，你就會知道，這個事情是編譯器幫我們乾的。編譯器在編譯的時候，告知了系統（這麼說其實不太準確，暫且這麼理解），執行這個程式的時候，需要如何分配記憶體。那麼sizeof也正是發生在這個時期。編譯的時候，編譯器就能夠知道我們sizeof的型別或者物件所需要的記憶體大小。

1.3 為什麼需要sizeof來計算大小

如果你學習過JAVA，那麼你會發現，JAVA中根本不存在sizeof操作符。難道是因為JAVA不夠完善嗎？其實不然。JAVA之所以沒有sizeof操作符，也正如JAVA設計者所言：JAVA不需要sizeof。JAVA的執行時需要JVM的，不同的作業系統都有對應的JVM，在JVM中保證了所有型別的大小一致，不管你執行在32位還是64位的機器上，資料型別的大小都是已知的，這也正是JAVA可移植效能夠實現的最根本的原因。回到話題來，為什麼C/C++需要sizeof？顯然，對於一個合格的C程式設計師，我們應該知道，我們所寫的程式執行在不同結構的機器上的時候，型別的大小有所區別。當我們需要知道一個型別的大小才能繼續寫程式的時候，我們就需要sizeof。這就是為什麼我們需要sizeof。

二、 陣列並沒有那麼簡單

陣列和指標是C語言中的重頭戲，那麼陣列是什麼資料型別呢？按照其他書籍的介紹，陣列是複合型別（與基本資料型別結合構成的型別）。陣列是同一型別的資料的集合，在記憶體中的表現為一串連續的記憶體，記憶體的大小為單個數據型別的大小與資料量的乘積。在我個人看來，陣列更應該稱為資料結構。資料結構中的順序表，其實現的核心就是陣列。由此可見，陣列更像是一種C語言預先定義的資料結構。

2.1 陣列的語法

資料型別 陣列名[資料個數]
倘若我們在定義的時候就初始化，那麼陣列中第一個維度的資料大小可以不寫。

2.2 陣列名到底是什麼

陣列名是一段記憶體空間的名字，其指向了這段記憶體空間。我們講到了sizeof，那麼sizeof（陣列名）計算出來的，理所應當計算的就是陣列名指向的這段記憶體空間的位元組數，事實也正是如此。但是，當我們對陣列名繼續深究下去，我們就會開始對sizeof（陣列名）疑惑了。

int arr[3] = {0,1,2};
printf(“%p”,arr);

上面的例子，列印的將會是陣列首元素的地址。由此我們可以推測：arr是一個指標。我們這麼推測是有理由的，因為指標才能儲存一個地址。但是倘若我們想現在下定論，就需要考慮sizeof(arr)。這時候你再來回答，sizeof(arr)的大小是多少。兩種答案：4或者12。答案是4的顯示，我們把arr當做一個指標，指標的記憶體在所佔的位元組數為4；12則是把陣列名看做一種資料結構，這個資料結構的大小為12位元組。正確答案大家知道是12。到這裡我們的疑惑就更深了，既然編譯器認為arr不是指標，但是arr在列印地址的時候，又儲存了一個地址。這就是我們需要說的：陣列名是一個類似於指標的資料結構變數名。在普通情況下，我們可以把陣列名當做指標來使用。繼續看下面的一個例子：

int arr[3] = {0,1,2};
int arr2[3] = {3,4,5};
arr = arr2;

上面的程式碼我們想完成的事情是將arr2陣列賦值給arr陣列，但是編譯的時候是錯誤的，因為arr在表現為指標屬性的時候，實際上是一個常量指標。我們不會對一個已經初始化了的變數再次賦值。

2.3 陣列作為函式形參

當陣列作為函式形參的時候，陣列名則淪為指標，既然是一個指標，我們就可以對其自增、自減和修改。在函式體內，陣列名僅僅作為一個數組的指標。我們知道了他是指標，只要我們搞清楚這個指標實際指向的資料型別，那麼對於指標的使用就顯得簡單了。

三、 sizeof與陣列

int arr[2][2] = {
{0,1},
{2,3}
};
printf(“%d,”,sizeof(arr));
printf(“%d,”,sizeof(arr[0]));
printf(“%d\n”,sizeof(arr[0][0]));

三個printf將會列印什麼？答案：16,8,4

3.1 sizeof(arr)

弄清楚答案的緣由我們先了解一下多維陣列。
C/C++中，多維陣列實際上是一位陣列。多維陣列在分配記憶體的時候，是分配一段完整的連續的記憶體空間。這麼說可能理解不深刻。我們先來了解一下JAVA中的多維陣列，就以二維陣列來看。JAVA中的二維陣列在分配空間的時候，首先會分配一個大小為2的陣列，其儲存的是2個一維陣列的起始地址。這兩個一維陣列在記憶體上並不一定是連續的。再看看C中的陣列，就能理解其完整的連續的意思。
正是因為如此，所以sizeof(arr)才會列印16。因為sizeof計算的是陣列名對應的記憶體空間的大小，不管維度大小。

3.2 sizeof(arr[0])

接下來我們看一下sizeof(arr[0])。如果外面沒有sizeof操作符，arr[0]在此處如果換成指標來看待，其運算如下：(arr + 0 * 2)，其指向的依然是陣列的首行首元素的地址。但是在sizeof操作符下，arr[0]顯然不能夠當做指標來看待，這時應該理解為二維陣列的一維陣列（邏輯上是如此，實際上多維陣列還是一位陣列）。arr[0]指向的是第一行的一位陣列，我們可以理解為arr[0]就是一個數組名，其記憶體空間為arr陣列的前2個元素對應的記憶體空間，我們sizeof，得到的結果就應該為8。

3.3 sizeof(arr[0][0])

最後來看sizeof(arr[0][0])，arr[0][0]表示訪問的是二維陣列的首行一維陣列的首元素，其變數就是一個int型別，所以結果為4。
由此看來，陣列名與sizeof操作符搭配的時候，其表現也並不簡單，其依然還是保留了陣列名作為一種資料結構的特性。