sizeof(array) 在运行时如何工作？答案

【问题标题】：How sizeof(array) works at runtime?sizeof(array) 在运行时如何工作？
【发布时间】：2012-04-22 03:00:51
【问题描述】：

我读过 C 中的 sizeof 运算符是在编译时解释的，因为在编译时编译器知道数组大小及其类型，sizeof 能够计算数组占用的字节数。但是 sizeof 如何为以下代码：

 #include<stdio.h>
 #include<string.h>
 int main()
 {
    int n;
    scanf("%d",&n);
    int a[n];
    int s=sizeof(a);
    printf("%d",s);
    return 0;
 }

这里的数组大小在编译时是未知的，那么它是如何正常工作的呢？

【问题讨论】：

Using sizeof with a dynamically allocated array的可能重复
可变长度数组是个例外，对它们来说，sizeof 在运行时计算，而不是在编译时计算。
@MДΓΓБДLL 不，那是关于 malloced 的东西，而不是关于 VLA。
@MДΓΓБДLL：您可能的副本正在处理不同的情况（malloc()，不是 VLA，可变长度数组）。

标签： c sizeof

【解决方案1】：

sizeof 在 C89 中总是在编译时计算。由于 C99 和可变长度数组，当可变长度数组是 sizeof 操作数中表达式的一部分时，它是在运行时计算的。

sizeof 操作数的求值也是如此：如果操作数是可变长度数组类型，则在 C89 中不求值，但在 C99 中求值。例如：

int n = 5;
sizeof (int [n++]); 

// n is now 6

【讨论】：

int [n++] 是什么意思？第一次看到C语言
@TheMask int [N] 是 C 类型名称。这是int 的数组N。当N 不是答案中的常量时，它是一个可变长度数组。
@ouah ：因为早些时候我们已经研究过 sizeof 运算符中的表达式并没有真正评估。 IE。 sizeof(n++) 将 n 保留为 5（如果 n=5 最初）。那为什么这里的 n 值变了？
@rforritz 可变长度数组类型操作数是该规则的一个例外，在这种情况下操作数被评估

【解决方案2】：

由于您将sizeof 应用于可变长度数组，其大小在编译时并不完全已知，因此编译器必须生成代码以在运行时执行部分操作。

gcc 4.6.3 的高级优化器将您显示的代码转换为

scanf ("%d", &n);
t12 = (long unsigned int) n;
t13 = t12 * 4;
__builtin_alloca (t13);
t16 = (unsigned int) t12;
t17 = t16 * 4;
s18 = (int) t17;
printf ("%d", s18);

这是否解释了幕后发生的事情？（不要被看起来很傻的临时变量数量吓到——这是程序在我要求中间代码转储时处于static single assignment 形式的产物。）

【讨论】：

将要编译的文件单独放在一个目录中，然后从该目录中的 shell 调用 gcc，在命令行选项中添加 -fdump-tree-all（您可能需要 -S 和-O2 以及）。您需要将文件隔离在临时目录中，因为这将生成大约 100 个中间代码文件（这只是优化管道的前半部分；-fdump-rtl-all 将为您提供另外 60 个文件）。然后您可以按顺序阅读它们（它们已编号）
@TheMask（续）“树”转储通常比“rtl”转储更有用，除非您尝试调试 GCC 的“后端”之一（特定架构的代码生成）。您可以通过说-fdump-(tree|rtl)-PASSNAME 而不是-all 将输出限制为感兴趣的特定传递，其中PASSNAME 是转储文件名中数字后面的单词。有关详细信息，请参阅gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.8.1/gcc/…（向上滚动一点，然后从那里阅读到文档末尾）。
@TheMask ...我可能还应该指出internals manual for GCC，它解释了中间表示是什么以及它们是如何工作的。
非常感谢！我会检查所有这些。 :)

【解决方案3】：

来自 C99 标准：

6.5.3.4

sizeof 运算符产生其操作数的大小（以字节为单位），可能是表达式或类型的括号名称。大小由类型决定操作数。结果是一个整数。 如果操作数的类型是变长数组类型，操作数被评估;否则，不计算操作数，结果为整数常量。

【讨论】：

【解决方案4】：

在这种情况下，sizeof() 在运行时进行评估。编译器因为知道a 的大小是基于数组声明时n 的值，所以生成代码以使用n 的适当值来返回sizeof() 的合理值.

在 C99 中，并非所有 sizeof() 的使用都可以在编译时完全评估并减少为运行时常量。

【讨论】：

请注意，编译器可能会为n 使用旧值；例如int n = 5; char a[n]; n = 10; return sizeof(a); 总是返回 5，而不是 10。
@DavidHeffernan：我明白了，希望我更新的答案更清楚。
doh 当我的意思是“运行”时，我不敢相信我输入了“编译”。早上太早了。 :)
@greg 是的，一个词可以产生真正的影响！！

【解决方案5】：

我读过 C 中的 sizeof 运算符解释为编译时间

sizeof 在所有情况下都在编译时确定，除了 VLA。对于 VLA，sizeof 在运行时进行评估。

【讨论】：

Indeed (C11): "如果操作数的类型是变长数组类型，则计算操作数；否则，不计算操作数，结果为整数常量。"跨度>

【解决方案6】：

不管sizeof是在编译时还是运行时计算（或者更正式地说，它的结果是否是一个整数常量表达式），sizeof的结果完全基于它的参数的类型而不是伴随可变长度数组本身的任何隐藏数据。当然，当sizeof 应用于可变修改类型时，生成的程序必须在某处跟踪该大小。但是如果表达式足够简单并且它最初导出长度的变量不能改变，它可能会简单地重新计算它。或者，它可以将类型的大小存储在某处（本质上是在隐藏的局部变量中），但这不会以任何可观察的方式连接到 VLA 对象（例如，如果您将指针传递给 VLA 的第一个元素到另一个函数，该指针不能用于恢复 VLA 长度）。

【讨论】：