C-基础：详解sizeof和strlen,以及strstr

sizeof和strlen (string.h)

先看几个例子（sizeof和strlen之间的区别）：

(1) 对于一个指针，
　　char* ss ="0123456789";　　

　　sizeof(ss)为4, ss是指向字符串常量的字符指针

　　strlen(*ss)为1，*ss是第一个字符

(2) 对于一个未定义长度的数组名，

　　char ss[] = "0123456789";
　　sizeof(ss)为11, ss是数组，计算到'\0'的位置，因此是(10+1) ，返回完整的内存长度。
　　sizeof(*ss)为1，*ss是第一个字符
(3) 对于已经定义了长度的数组名，
　　char ss[100] = "0123456789";
　　sizeof(ss)为100，ss表示在内存中预分配的大小，100*1。
　　strlen(ss)为10，它的内部实现是用一个循环计算字符串的长度，直到'\0'为止。

　　int ss[100]="0123456789";
　　sizeof(ss)为400，ss表示在内存中的大小，100*4。
　　strlen(ss)错误，strlen的参数只能是char*，且必须是以'\0'结尾的。
(4) 对于一个复合类型，比如类，结构，涉及到内存补齐的问题。请参考字节对齐

class X

{

　　int i;

　　int j;

　　char k;

}; 

X x;

cout<<sizeof(X)<<endl; //结果为12, 内存补齐 char升为4.

cout<<sizeof(x)<<endl; //结果为12

两者的区别：

(1) sizeof操作符的结果类型是size_t，它在头文件中的typedef为unsinged int类型。该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。
(2) sizeof是算符，strlen是函数。
(3) sizeof可以用类型作参数，strlen只能用char*作参数，且必须是以'\0'结尾的。sizeof还可以用函数作参数。比如：

short f();

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

输出的结果是sizeof(short)，即2。

(4) 数组作sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针。
(5) 大部分编译器在编译的时候就把sizeof计算过了，是类型或是变量的长度。这就是sizeof(x)可以用来定义数组维数的原因：

char str[] = "";

int a = strlen(str); //a = 10

int b = sizeof(str); //而b=20

(6) strlen的结果要在运行的时候才能计算出来。用来计算字符串的长度，而不是类型占用内存的大小。

(7) sizeof后如果是类型必须加括号，如果是变量名可以不加括号，这是因为sizeof是个操作符而不是个函数。
(8) 当使用了一个结构类型或变量时，sizeof返回实际的大小。当使用一静态的空间数组时，sizeof返回全部数组的尺寸。sizeof操作符不能返回被动态分配的数组或外部的数组的尺寸。
(9) 数组作为参数传给函数时传的是指针而不是数组，传递的是数组的首地址，如：fun(char[8])、fun(char[])都等价于fun(char*)。在C++里传递数组永远都是传递指向数组首元素的指针，编译器不知道数组的大小。如果在函数内知道数组的大小，需要这样做：进入函数后用memcpy将数组拷贝出来，长度由另一个形参传进去。代码如下：

fun(unsigned char*p1, int len)

{

　　unsigned char *buf = new unsigned char[len+];

　　memcpy(buf, p1, len);

}

(10)计算结构变量的大小就必须讨论数据对齐问题。为了使CPU存取的速度最快（这同CPU取数操作有关，详细的介绍可以参考计算机组成原理），C++在处理数据时经常把结构变量中的成员的大小按照4或8的倍数计算，这就叫数据对齐(data alignment)。这样做可能会浪费一些内存，但在理论上CPU速度快了。当然，这样的设置会在读写一些别的应用程序生成的数据文件或交换数据时带来不便。MS VC++中的对齐设定，有时候sizeof得到的实际不等。一般在VC++中加上#program pack(n)的设定即可。或者如果要按字节存储，而不进行数据对齐，可以在Options对话框中修改Advanced Compiler选项卡中的"Data Alginment"为按字节对齐。
(11)sizeof操作符不能用于函数类型、不完全类型或位字段。不完全类型指具有未知存储大小数据的数据类型，如未知存储大小的数组类型，未知内容的结构或联合类型，void类型等。

sizeof的使用场合：
(1)sizeof操作符的一个主要用途是与存储分配和I/0系统那样的例程进行通信。例如：

void *malloc(size_t size);

size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

(2)用它可以看看某种类型的对象在内存中所占的单元字节。例如：

void *memset(void *s, int c, sizeof(s));

(3)在动态分配一个对象时，可以让系统知道要分配多少内存。
(4)便于一些类型的扩充。在windows中有很多结构类型就有一个专用的字段用来存放该类型的字节大小
(5)由于操作数的字节数在实现时可能出现变化，建议在涉及到操作数字节大小时用sizeof代替常量计算。
(6)如果操作数是函数中的数组形参或函数类型的形参，sizeof给出其指针的大小。
How many bytes will be occupied for the variable (definition: int **a[3][4])?
A. 64 B.12 C.48 D.128
答案：C

附录：

size_t 类型定义在cstddef头文件中，该文件是C标准库的头文件stddef.h的C++版。它是一个与机器相关的unsigned类型，其大小足以保证存储内存中对象的大小。

在C++中，设计 size_t 就是为了适应多个平台的。size_t的引入增强了程序在不同平台上的可移植性。size_t是针对系统定制的一种数据类型，一般是整型，因为C/C++标准只定义一最低的位数，而不是必需的固定位数。而且在内存里，对数的高位对齐存储还是低位对齐存储各系统都不一样。为了提高代码的可移植性，就有必要定义这样的数据类型。一般这种类型都会定义到它具体占几位内存等。当然，有些是编译器或系统已经给定义好的。经测试发现，在32位系统中size_t是4字节的，而在64位系统中，size_t是8字节的，这样利用该类型可以增强程序的可移植性。

strstr

 char *strstr( const char *s1, const char *s2 )

 {

 　int len2;

 　if ( !(len2 = strlen(s2)) )

 　return (char *)s1;

 　for ( ; *s1; ++s1 )

 　{

 　  　if ( *s1 == *s2 && strncmp( s1, s2, len2 )== )

   　return (char *)s1;

 　}

 　return NULL;

 }