三分鐘精通 C 語言 sizeof：核心概念、用法與經典坑點

一、核心概念

sizeof 是單目運算子（如 ++、--），**非函數**。它在編譯期由編譯器根據運算元的**型別**計算佔用的**位元組數**，結果型別為 size_t（無號整數）。執行期零開銷。

二、兩種基本用法

三、三大經典坑點

1. 陣列傳參退化為指標

int testSizeOf(char x[]) { return sizeof(x); }  // 等價 char *x
int main() {
    char y[6];
    printf("%d\n", testSizeOf(y));  // 輸出 4/8 (指標大小)，而非 6
}

原因：函數參數宣告為陣列會被調整為指標，sizeof 見到的是指標型別。

2. 字串字面常數包含結尾 \0

printf("%zu\n", sizeof("0123456789"));  // 輸出 11 (10 字元 + \0)

字串字面常數在記憶體中以 \0 結尾，sizeof 計入此終止符。

3. 結構體對齊導致大小非單純加總

struct A { char c; int i; };  // sizeof 通常為 8 (非 5)，因 4 位元組對齊
struct B { char c; char d; }; // sizeof 為 2

四、進階技巧

編譯期計算陣列元素數

#define ARRAY_SIZE(arr) (sizeof(arr) / sizeof((arr)[0]))
int a[10];
printf("%zu\n", ARRAY_SIZE(a));  // 10
// 注意：不可用於指標參數

配合 _Generic (C11) 實現型別相關巨集

#define TYPE_SIZE(x) _Generic((x), \
    int: 4, long: 8, float: 4, double: 8, default: 0)

五、最佳實踐清單

1. 型別運算元永遠加括號，變數運算元建議也加，統一風格。
2. 格式化輸出用 %zu (C99)，對應 size_t，避免 %d/%u 截斷警告。
3. 勿對函數參數陣列使用 sizeof** 求長度，必須額外傳長度參數。
4. 結構體設計時注意欄位排序以減少填充，必要時用 #pragma pack 或 _Alignas 控制對齊。
5. 動態分配記憶體時，malloc(n * sizeof(*ptr)) 比 malloc(n * sizeof(TYPE)) 更易維護（型別變更自動適配）。