一、前言

大家好，歡迎來(lái)到C語(yǔ)言深度解析專欄—C語(yǔ)言關(guān)鍵字詳解第三篇，在本篇中我們將會(huì)介紹C語(yǔ)言當(dāng)中的數(shù)據(jù)類型，并由此引出C語(yǔ)言當(dāng)中的另外一個(gè)重要的關(guān)鍵字 — sizeof .

第一篇：C語(yǔ)言 auto和register關(guān)鍵字

第二篇：全面了解C語(yǔ)言 static 關(guān)鍵字

二、數(shù)據(jù)類型

1、數(shù)據(jù)類型有哪些

C語(yǔ)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?huì)遇到各種各樣的場(chǎng)景，而不同的場(chǎng)景需要不同數(shù)據(jù)來(lái)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(lái)描述，而像人的身高、廣播的頻率、商品的價(jià)格則通常用小數(shù)表示，又比如我們的車牌號(hào)、樓棟的命名、服裝的尺碼則需要要用字母來(lái)表示；C語(yǔ)言作為第一門高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，為了能準(zhǔn)確描述我們生活中各種各樣的場(chǎng)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(huì)碰到許多相同類型的集合，比如一個(gè)學(xué)校學(xué)生的學(xué)號(hào)，每一個(gè)學(xué)生的學(xué)號(hào)都是整形，那么為了表示所有學(xué)生的學(xué)號(hào)，就勢(shì)必要定義幾千個(gè)整形，顯然，那樣太麻煩了，于是就產(chǎn)生了數(shù)組類型，一個(gè)數(shù)組里面的每個(gè)元素的類型都是相同的，我們?cè)诙x一個(gè)學(xué)校學(xué)生的學(xué)號(hào)時(shí)，只需要定義一個(gè)有幾千個(gè)元素大小的數(shù)組即可，而不必去慢慢定義一千個(gè)整形
結(jié)構(gòu)體類型：我們生活中所要描述的對(duì)象常常是復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的集合，拿人來(lái)說(shuō)，一個(gè)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(gè)人的屬性，就產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)體類型，它把一個(gè)人不同類型的數(shù)據(jù)都集中到一個(gè)新的類型當(dāng)中，使對(duì)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(kāi)辟一塊空間，用來(lái)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(lái)，我們就不難得出：類型決定的是變量開(kāi)辟空間的大小。
這時(shí)有兩個(gè)疑問(wèn)點(diǎn)，第一、為什么要根據(jù)類型來(lái)開(kāi)辟空間，我們直接開(kāi)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(shí)刻，你的電腦都不是只在運(yùn)行你目前所使用的那個(gè)程序，還有其他許多的程序也在同時(shí)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(shí)刻都對(duì)該內(nèi)存塊全部都用完，這樣就會(huì)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(chǎng)景決定，你的計(jì)算場(chǎng)景，決定了你使用什么類型的變量進(jìn)行計(jì)算。你所使用的類型，決定了你開(kāi)辟多少字節(jié)的空間大小。這也是為什么C語(yǔ)言要有這么多的數(shù)據(jù)類型，就是為了滿足不同的計(jì)算場(chǎng)景。
最后，那么不同的數(shù)據(jù)類型到底在內(nèi)存開(kāi)辟多少空間呢？這就需要使用我們的關(guān)鍵字 – sizeof 來(lái)計(jì)算了。

三、sizeof – 計(jì)算不同類型變量開(kāi)辟空間的大小

1、內(nèi)置類型開(kāi)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(kāi)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(gè)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(duì)齊、大小端、內(nèi)存分配等相關(guān)知識(shí)，這些知識(shí)比較復(fù)雜，我會(huì)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(kāi)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(gè)字節(jié)或者八個(gè)字節(jié)（第一張圖X86表示32位平臺(tái)，結(jié)果為4，第二張圖X64表示64位平臺(tái)，結(jié)果為8），所以結(jié)論就是：指針在32位平臺(tái)下是4個(gè)字節(jié)，在64位平臺(tái)下是8個(gè)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(shí)，這一部分我會(huì)放在指針那里來(lái)詳細(xì)講解，現(xiàn)在大家只需要記住這個(gè)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(tái)的，強(qiáng)制轉(zhuǎn)成64位會(huì)發(fā)生大小不匹配的問(wèn)題。

4、空類型開(kāi)辟的空間大小

我們可以看到雖然這里編譯器報(bào)錯(cuò)了，但它仍然打印出來(lái)了void的大小：0個(gè)字節(jié)
注：void類型的大小為0個(gè)字節(jié)，這僅僅是在visual studio這個(gè)編譯器下運(yùn)行的結(jié)果，但是，這個(gè)結(jié)果在不同的編環(huán)境下跑出來(lái)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(shí)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(duì)C語(yǔ)言的支持程度不同。

四、對(duì)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(gè)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(hào)，所以說(shuō)，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(lái)才能正常使用。
注：sizeof int 報(bào)錯(cuò)是因?yàn)?sizeof 和 int 都是關(guān)鍵字，而不能用一個(gè)關(guān)鍵字去求另一個(gè)關(guān)鍵字的大小

2、sizeof 的其他使用

這里我們定義了一個(gè)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(shí)）

p 是一個(gè)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(gè)數(shù)組的地址，相當(dāng)于一個(gè)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(tái)下是4個(gè)字節(jié)，所以這里結(jié)果為4。
最后，sizeof(arr) 求整個(gè)數(shù)組的大小，sizeof(arr[0]) 求第一個(gè)元素的大小，所以二者相除得到的是數(shù)組的元素個(gè)數(shù)10。
注：這里用sizeof(arr[0]) 來(lái)求一個(gè)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(gè)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(shuō)，這樣做是為了安全。

到此這篇關(guān)于C語(yǔ)言數(shù)據(jù)類型與sizeof關(guān)鍵字的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語(yǔ)言 sizeof關(guān)鍵字內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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