C/C++ 类型内存占用详解

最近做一些面试题目碰到了很多次考察C/C++类型内存占用的题目，主要考察队C/C++的指针、类型等的熟悉程度。
本blog为了方面大家参考，总结了常见的类型内存占用的情况，能力所限，若有问题，请指出！

1. 基本类型

C/C++的基本类型包括int/long等等，这些基本类型在内存中的字节数一般是固定的(当然根据不同bit的系统有所调整)，下表是基本类型的占用字节数。


PS: 1byte=8bit, byte通常写成大写B, bit一般写为小写b

下表单位均为Byte

不信？我们以代码说话：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{

    cout<<"sizeof(char)="<<sizeof(char)<<endl;
    cout<<"sizeof(short)="<<sizeof(short)<<endl;
    cout<<"sizeof(int)="<<sizeof(int)<<endl;
    cout<<"sizeof(unsigned int)="<<sizeof(unsigned int)<<endl;
    cout<<"sizeof(long)="<<sizeof(long)<<endl;
    cout<<"sizeof(long long)="<<sizeof(long long)<<endl;
    cout<<"sizeof(float)="<<sizeof(float)<<endl;
    cout<<"sizeof(double)="<<sizeof(double)<<endl;

    //Poiter type
    cout<<endl;
    cout<<"sizeof(void *)="<<sizeof(void *)<<endl;
    cout<<"sizeof(char *)="<<sizeof(char *)<<endl;
    cout<<"sizeof(int *)="<<sizeof(int *)<<endl;
    cout<<"sizeof(float *)="<<sizeof(float *)<<endl;
    cout<<"sizeof(double *)="<<sizeof(double *)<<endl;

    return 0;
}

结果如下(我的系统是64bit的)：



可以看到，任意类型的指针的位数皆为8byte，即与系统位数保持一致，因此，判断系统的位数我可以直接用sizeof(void *).

2. 复杂类型

编程时，有时我们会碰到如下情况：

• int *p[n]
  
• int (*p)[n]

以上两者到底有什么区别呢？
下面我们先看一下代码：

#include <iostream>

using namespace std;

struct A
{
    int a;
    int b;
    long c;
    long d;
};

int main()
{
    //Complex type
    cout<<endl;

    int p1[5] = {1,2,3,4,5};    //①.P1相关
    //int *p1 = &p1+1;      //It‘s warning in c but error in C++
    cout<<"sizeof(p1)="<<sizeof(p1)<<endl;
    cout<<"sizeof(&p1)="<<sizeof(&p1)<<endl;
    cout<<"*(p1+1) = "<<*(p1+1)<<endl;

    cout<<endl;
    int *p2[3];             //②.P2相关
    int a[10] = {0};
    int b[10] = {0};
    int c[10] = {0};
    p2[0] = a;
    p2[1] = b;
    p2[2] = c;

    cout<<"int *p2[3], sizeof(p2)="<<sizeof(p2)<<endl;
    cout<<"int *p2[3], sizeof(&p2)="<<sizeof(&p2)<<endl;

    cout<<endl;
    int (*p3)[4];       //③.P3相关
    int d[3][4]={0};
    p3=d;
    cout<<"sizeof(p3)="<<sizeof(p3)<<endl;
    cout<<"sizeof(p3[0])="<<sizeof(p3[0])<<endl;

    return 0;
}

①. P1 : 数组

• p1为一维数组的数组名，包含五个int型元素
• p1虽然数值上与&p1[0]相等，但是两者不是一个东西(&p1[0]是第一个元素的地址)
  
• p1+1 其实就是 &p1[1]

②. P2 : 数组指针 (int *p2[n])

[]的优先级高于*，因此先p2[3]，即p2先是一个数组，然后与*结合，*p2[n]即成了数组指针(数组内部存放的内容皆为指针)

③. P3 ： 指针数组(int(*p3)[n])

int (p3)[n],由于()优先级大于[],所以先(p3),后为数组，即p3所指向的对象是有n个int型元素的数组，即p3是指向一维数组的指针；p3的值即为该一维数组的地址。


以上，相当于二维数组。

结果：

根据以上讲解，你是否已经得出答案？

3. 函数相关

有的时候，我们还会遇到以下的情况：

• int *p() : 返回指针的函数
• int (*p)() : 指向函数的指针

①. int *p() 指针函数

实际上，它就是一个函数，只不过返回类型为指针而已，和普通函数没什么区别的。

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

char *array()
{
    auto ptr = new char(10);
    ptr="hello";
    return ptr;
}

int main()
{
    char *pt = array();
    cout<<pt<<endl;

    return 0;
}

②. int (*p)(): 函数指针

指向函数的指针变量，其本质是一个指针。

int (*fptr)(int x); /*声明一个函数指针*/
fptr = func; /*将func函数的首地址赋给该指针*/

每个函数都有一个入口地址，将该入口地址赋值给一个指针，通过该指针即可以调用这个函数。

#include <stdio.h>

void (*ptr)(char *str);

void prt1(char *str)
{
    printf("ptr1 string=%s\n", str);
    return ;
}

void prt2(char *str)
{
    printf("ptr2 string=%s\n", str);
    return ;
}

int main()
{
    ptr = prt1;
    (*ptr)("hello");

    ptr = prt2;
    (*ptr)("world");

    return 0;
}

特别类似于C++的多态是不是？

③. 函数的形式参数

有时候，我们函数的形参需要为指针，这个时候，其实我们可以有多重写法

• void *func(char *str)
• void *func(char str[])
• void *func(char str[n])

以上三种写法一个意思，即使n小于实参的字节数也无妨，此处的n只是一个提示作用而已。