C語言其實不簡單：sizeof

C語言其實不簡單：sizeof

問：C語言中一共有多少個關鍵字？

答：32個。

答不上來的沒關系，很正常，我們玩的是程序的藝術，而不是背數字。不過這個特殊的數字1<<5也是很好記的-.-。

問：sizeof是函數還是關鍵字？

第一次看到這個問題，你可能會覺得有點莫名其妙，sizeof當然是函數了，因為sizeof後面都跟了個括號，這顯然是函數的象征。但是既然我這麼問了，你可能也猜到了，sizeof不是個函數，它是個關鍵字！長期以來由於sizeof的"標准用法"，導致sizeof極容易被理解為一個函數。嘗試運行下面的代碼：

#include 

int main()
{
    int num = 5;
    printf("%d\n", sizeof(num));
    printf("%d\n", sizeof(int));
    printf("%d\n", sizeof num);
    getchar();
    return 0;
}

sizeof num居然也能正確輸出4，可見它真的不是函數。不過sizeof int就是錯誤的了，它會產生如下錯誤：

error: expected primary-expression before "int"

因為int前面只能跟auto、unsigned等，況且sizeof int要怎麼來理解？是想計算大小呢？還是想表示"sizeof"類型的int變量呢。

查閱相關資料後總結如下：

當要計算變量的大小，例如基本類型(int、double)的變量，結構體變量(實例)時，可以不用括號，

當要計算一個類型時，不能省略括號。

不管什麼場合都加上個括號，一是統一，而是能使程序可讀性更強，且不易出錯。我的目的並不是為了省略這個括號，省略了並不會讓事情變得更好。我所想要表達的是sizeof的另一方面：因為現在我們知道了sizeof不是函數而是關鍵字，所以其本質也就完全不同了。函數是在運行時確定的，而關鍵字是在編譯時確定的。區別的話，嘗試運行如下程序：

#include 

int main()
{
    int cc[10];
    printf("%d\n", sizeof cc[999999999]);
    getchar();
    return 0;
}

上面的程序並不會出錯，而是正確輸出了4。並不是因為sizeof真的去找相對於cc首地址偏移999999999個位置的那個內存，正如上文所述，sizeof在編譯時確定，所以它根據cc[X]的類型來確定大小。因為sizeof沒有去訪問這些地址，所以上面程序語法上沒有任何問題，只不過邏輯上來說好像沒什麼實際意義。你能不能想到一個能證明sizeof真的沒去"執行"括號裡的東西呢？其實挺簡單，試試運行如下代碼：

printf("%d\n", sizeof(printf("hactrox")));

其結果為4，而且"hactrox並沒有被輸出！沒被輸出說明sizeof真的沒有去調用括號裡的東西，但是為什麼是4呢？因為sizeof是根據類型來確定的，對於printf或者是函數，sizeof以其返回值類型來確定。因為printf返回輸出字符的數量，這個數量是int類型的，所以就相當於sizeof(int)，所以是4。可能你還不知道printf的這個特性，試試運行以下代碼：

#include 
int main()
{
	int num = printf("hactrox\n");
    printf("%d\n", num);
    getchar();
    return 0;
}

一個更直接的例子如下：

#include 

int fun()
{
    printf("hactrox");
    return 5;
}

int main()
{
    printf("%d\n", sizeof(fun())); // 函數沒有被執行，根據其返回值類型從而輸出4

    getchar();
    return 0;
}

關於sizeof還有一個需要注意的地方。試試在腦海中執行下面的程序，得出一個結果以後再去運行它：

#include 

#define SIZE_OF_ARRAY (sizeof(array) / sizeof(array[0]))

int main()
{
    int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};

    for(int d = -1; d < (SIZE_OF_ARRAY-1); d++)
        printf("%d\n", array[d+1]);
    
    printf("END\n");
    getchar();
    return 0;
}

是不是跟你想的不太一樣？為什麼數組一個都沒輸出？原因就在於sizeof返回的是unsigned int，當int與unsigned int比較的時候，int是要轉成unsigned int的，當int <0的時候，這種強制轉換自然也就悲劇了，其結果是MaxValue(unsigned int)-abs(int)，那麼當d = -1的時候，自然就轉變成一個相當巨大的數了，for循環當然也就不執行了。

#include 

int main()
{
    int a = -1;
    unsigned int b = 10000;
    if(a > b)
        printf("a > b\n");
    else
        printf("a < b\n");
    
    a = (unsigned int)a;
    printf("%u\n", a);  // unsigned int要用%u輸出而不要習慣地寫成%d
    
    getchar();
    return 0;
}

最後，因為剛才提到了unsigned int的最大值，C語言中想要輸出int或是unsigned int的最大值要怎麼辦呢？有個簡單的小技巧：

#include 

int main()
{
    printf("Max value of unsigned int is: %u\n", ~(unsigned int)0);       // 結果只能用%u表示
    printf("Max value of int is: %d\n", ~(unsigned int)0 >>1);   // 結果用%d, %u表示均可 
    getchar();
    return 0;
}