sizeof(T) 可以产生的最大值是多少？答案

【问题标题】：What is the largest value sizeof(T) can yield?sizeof(T) 可以产生的最大值是多少？
【发布时间】：2011-12-19 00:11:22
【问题描述】：

一开始可能会想到std::numeric_limits<size_t>::max()，但是如果有一个这么大的对象，它还能提供一个过去的指针吗？我猜不会。这是否意味着sizeof(T) 可以产生的最大值是std::numeric_limits<size_t>::max()-1？我是对的，还是我错过了什么？

【问题讨论】：

对象是否需要提供一个过去的指针？
@Dabbler：根据 C++ 标准，是的，因为就指针运算而言，对象可以被视为大小为 1 的数组。如果您愿意，我可以查找确切的措辞.
@Mike：错了，5.7 §1 说For the purposes of these operators, a pointer to a nonarray object behaves the same as a pointer to the first element of an array of length one with the type of the object as its element type.
我没有看到 std::numeric_limits<size_t>::max() large 对象与系统无法提供过去的指针之间的相关性。
@Dennis: ...因为 size_t 和 intptr_t 是不同的东西

标签： c++ memory pointers sizeof size-t

【解决方案1】：

问：sizeof(T) 可以产生的最大值是多少？

答：std::numeric_limits<size_t>::max()

很明显，sizeof 不能返回大于std::numeric_limits<size_t>::max() 的值，因为它不适合。唯一的问题是，能不能返回...::max()？

是的。这是一个有效的程序，它不违反 C++03 标准的任何约束，它通过示例演示。特别是，该程序不违反 §5.3.3 [expr.sizeof] 和 §8.3.4 [dcl.array] 中列出的任何约束：

#include <limits>
#include <iostream>
int main () {
 typedef char T[std::numeric_limits<size_t>::max()];
 std::cout << sizeof(T)<<"\n";
}

【讨论】：

你真的完整阅读了这个问题吗？弗雷德讨论了为什么他认为这可能是错误的。你怎么能在提问后超过 10 分钟就提供一个与他的疑问相矛盾的答案，甚至不争论？
+1，尽管问题仍然是过去的指针将具有什么值。
嗯，在我的电脑上打印4294967295，所以我想我错了。
@sbi：公平地说，Rob 举了一个反例证明我错了。
这里有很大的区别“sizeof(T) 可以返回的最大值”和“可以实际实例化的最大变量”（即使忽略任何给定计算机的实际内存容量）； -)

【解决方案2】：

如果std::numeric_limits<ptrdiff_t>::max() > std::numeric_limits<size_t>::max()，您可以通过从一个过去的指针中减去指向它的指针来计算大小为std::numeric_limits<size_t>::max() 的对象的大小。

如果sizeof(T*) > sizeof(size_t)，您可以有足够多的不同指针来寻址该对象内的每个字节（例如，如果您有一个 char 数组）加上一个用于过去结束的指针。

因此，可以编写一个实现，其中sizeof 可以返回std::numeric_limits<size_t>::max()，并且您可以在其中获得指向如此大的对象的过去的指针。

【讨论】：

如果实现的目标是具有分段地址的平台，sizeof(T*) > sizeof(size_t) 很容易实现。
“我怀疑是否存在这样的实现 [sizeof 可以返回 std::numeric_limits<size_t>::max()]”。 g++ 就是这样一种实现。

【解决方案3】：

能够指向数组末尾之外的要求与size_t 的范围无关。给定一个对象x，(&x)+1 很有可能是一个有效的指针，即使分隔两个指针的字节数不能用size_t 表示。

您可能会争辩说，要求确实意味着对象大小的上限是指针的最大范围，减去对象的对齐方式。但是，我不相信标准在任何地方都说不能定义这种类型。实例化一个并且仍然保持一致是不可能的。

【讨论】：

【解决方案4】：

您可以拥有一个兼容标准的编译器，该编译器允许导致指针运算溢出的对象大小；但是，结果是不确定的。来自 C++ 标准，5.7 [expr.add]：

当两个指向同一个数组对象的元素的指针相减时，结果是两个数组的下标之差元素。结果的类型是实现定义的有符号积分型；此类型应与定义为的类型相同 std::ptrdiff_t 在 <cstddef> 标头 (18.2) 中。与任何其他算术溢出，如果结果不适合提供的空间，行为未定义。

【讨论】：

【解决方案5】：

它的定义并不完全明确。但要保持在标准的安全范围内，最大对象大小为std::numeric_limits<ptrdiff_t>::max()

那是因为当你减去两个指针时，你会得到一个ptrdiff_t

这是一个有符号整数类型

干杯&hth.，

【讨论】：

遗憾的是，您可以拥有一个大于std::numeric_limits<ptrdiff_t>::max() 的数组。如果您减去此数组中相距太远的两个指针，则行为未定义，请参见 [expr.add]/6。
@avakar：我该死！很好的发现。 As with any other arithmetic overflow, if the result does not fit in the space provided, the behavior is undefined.

【解决方案6】：

sizeof() 表达式产生size_t 类型的值。来自 C99 标准 6.5.3.4：

结果的值是实现定义的，它的类型（一个无符号整数类型）是 size_t，在 stddef.h（和其他标题）。

因此，sizeof() 可以产生的最大值是 SIZE_MAX。

【讨论】：

这是size_t 中可以存储的最大值。这并不意味着sizeof 使用了size_t 的所有值。

【解决方案7】：

如果这是一个测试，我会说(size_t) -1

【讨论】：

那是std::numeric_limits<size_t>::max()。