C 語言 sizeof 與 strlen 核心區別深度解析

編輯：關於C語言

本質區別一覽

特性	sizeof	strlen
性質	運算符 (C++ 關鍵字)	運行期庫函數
計算時機	編譯期 (大多數情況)	運行期
參數類型	類型或表達式	僅 `char*` (以 '\0' 結尾)
返回值	類型/對象佔用位元組數	字符串有效字符長度 (不含 '\0')
返回類型	`size_t` (unsigned int)	`size_t`
陣列參數	不退化，得整個陣列大小	退化為指標，得字符串長度
括號規則	類型須加括號，變數可不加	函數調用必須加括號

經典對比案例

char str[20] = "0123456789";  // 10 個字符 + '\0'，佔 11 位元組，陣列大小 20

int a = strlen(str);  // a = 10 (字符串長度)
int b = sizeof(str);  // b = 20 (陣列總大小，含未使用空間)

進階場景解析

1. 函數參數傳遞時的退化

void fun(char arr[8])  // 等價於 void fun(char *arr)
void fun(char arr[])   // 等價於 void fun(char *arr)
void fun(char *arr)    // 本質相同

函數內 sizeof(arr) 返回指標大小 (4/8 位元組)，無法獲知陣列長度。

解決方案

額外傳遞長度參數：fun(unsigned char *p, int len)
結構體封裝：struct { int len; char *data; }
C++ 使用 std::vector、std::string、std::span (C++20)

2. 指標與陣列的 sizeof 差異

char *ss = "0123456789";
sizeof(ss);      // 4/8 (指標大小)
sizeof(*ss);     // 1 (char 大小)
strlen(ss);      // 10 (字符串長度)

3. 結構體與靜態陣列

sizeof(struct)：返回實際大小 (含對齊填充)
sizeof(static_array)：返回整個陣列大小
sizeof 無法獲取動態分配記憶體 (malloc) 或外部陣列 (extern) 大小

4. sizeof 作用於函數調用

short f();
printf("%zu\n", sizeof(f()));  // 輸出 2 (sizeof(short))，f() 不會被調用

關鍵：sizeof 運算元表達式不求值，僅推導類型。

常見錯誤與避坑

錯誤代碼	問題	正確做法
`sizeof("abc")` 以為是 3	字符串常量含 '\0'，大小為 4	字符串長度用 `strlen`，大小用 `sizeof`
函數內用 `sizeof(arr)` 獲取陣列長度	參數退化為指標	額外傳長度或用容器
`malloc(sizeof(ptr))` 以為分配陣列空間	`ptr` 是指標，只得指標大小	`malloc(n * sizeof(*ptr))`
結構體 `sizeof` 忽略對齊填充	實際大小 ≥ 成員大小之和	用 `offsetof`、`sizeof` 實測