【C语言指南】sizeof与strlen的使用及其区别

一、 sizeof

1. sizeof简介

sizeof是一个编译时运算符，可用于任何变量名、类型名或常量值，当用于变量名或常量时，它不需要用圆括号。 它在编译时起作用，而不是运行时。 sizeof是⽤来计算sizeof的操作符数的类型长度的，单位是字节。 返回值是size_t 类型 在printf函数中使用%zd打印

sizeof 运算符的返回值，C语⾔只规定是⽆符号整数，并没有规定具体的类型，⽽是留给系统⾃⼰去决定， sizeof 到底返回什么类型。不同的系统中，返回值的类型有可能是unsigned int ，也有可能是 unsigned long ，甚⾄是 unsigned long long ，对应的 printf() 占位符分别是 %u 、 %lu 和 %llu 。这样不利于程序的可移植性。

C语⾔提供了⼀个解决⽅法，创造了⼀个类型别名 size_t ，⽤来统⼀表⽰ sizeof 的返回值类型。对应当前系统的 sizeof 的返回值类型，可能是 unsigned int ，也可能是unsigned long long

2. sizeof的使用

sizeof用于类型时，格式为 sizeof（类型）;

#include<stdio.h>
int main()
{
	printf("%zd\n", sizeof(char));
	printf("%zd\n", sizeof(_Bool));
	printf("%zd\n", sizeof(short));
	printf("%zd\n", sizeof(int));
	printf("%zd\n", sizeof(long));
	printf("%zd\n", sizeof(long long));
	printf("%zd\n", sizeof(float));
	printf("%zd\n", sizeof(double));
	printf("%zd\n", sizeof(long double));
	return 0;
}

在VS2022 X64环境下运行结果为 （具体运行结果与环境不同有所差别）

sizeof用于变量、常量或表达式时，格式为 sizeof（变量名）； 或 sizeof 变量名

#include<stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%zd\n", sizeof(a));
	printf("%zd\n", sizeof a);//a是变量的名字，可以省略掉sizeof后边的()
	printf("%zd\n", sizeof(int));//但类型不可以省略
	printf("%zd\n", sizeof(3 + 3.5));
	return 0;
}

3. sizeof的使用注意事项

至于为什么说sizeof是在编译时起作用，可以通过下面这个计算表达式的例子来证明

#include <stdio.h>
int main()
{
	short s = 2;
	int b = 10;
	printf("%zd\n", sizeof(s = b + 1));
	printf("s = %d\n", s);
	return 0;
}

sizeof 在代码进行编译的时候，就根据表达式的类型确定了类型的长度，而表达式的执行却要在 程序运行期间才能执行，在编译期间已经将sizeof处理掉了，所以在运⾏期间就不会执行表达式了。

4. sizeof用于数组

sizeof 数组名 得到的结果是整个数组的长度，即数组类型的长度 * 数组的元素个数

如果想要计算数组单个元素的长度，就使用 sizeof 数组名【下标】的方式

同时，再额外引申出来一点，如果想要得到数组元素的个数，只需要将上面两种计算公式结合起来，即 整个数组的长度/单个元素的长度

#include<stdio.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	printf("%zd\n", sizeof arr);  //结果为40
	printf("%zd\n", sizeof arr[0]);  //结果为4
    printf("%zd\n", sizeof arr/sizeof arr[0]); //结果为10
	return  0;
}

二、strlen（）函数

strlen是一个库函数，参数是const char * str，即指针，这是strlen与sizeof的最大区别，它会把所有参数当作指针，同时遇到\0会停止，另外它只能计算字符的长度，不包括\0。 它的返回值也是size_t类型，返回的是\0之前的字符串长度

strlen函数的原型如下

size_t strlen ( const char * str );

#include<stdio.h>
int main()
{
	char arr[] = { "hello world!" };
	printf("%zd\n", strlen(arr)); //计算结果为12
	return 0;
}

三、区别

sizeof和strlen函数的主要区别在于它们计算的内容不同。 sizeof计算类型或对象所占用的字节大小，而strlen计算字符串的长度（不包括结尾的\0字符）。 相比之下，sizeof的功能要强大得多，因为其可以作用与类型 变量 常量 表达式，而strlen只能作用于指针 - sizeof计算的是类型或对象的大小，它是一个编译时运算符，所以在编译时就可以确定大小。 - strlen计算的是字符串的长度，它是一个标准库函数，需要在运行时计算。

下面列举几个sizeof与strlen使用中比较典型的几个例子

示例1

#include<stdio.h>
int main()
{
	char arr[] = { "hello world!" };
	printf("%zd\n", sizeof(arr)); //结果为13
	printf("%zd\n", strlen(arr));  //结果为12
	//这两者的区别在于sizeof会统计\0字符，因为其占了数组元素的一个位置
	return 0;
}

在上面这种情况下，这两者的区别在于

sizeof会统计\0字符，因为其占了数组元素的一个位置

而strlen不会统计\0字符

示例2

#include<stdio.h>
int main()
{
	char arr[20] = { "hello world!" };
	printf("%zd\n", sizeof(arr)); //结果为20
	printf("%zd\n", strlen(arr));  //结果为12
	//sizeof计算是数组的长度，而不是实际使用的长度
	return 0;
}

在上面这种情况下，这两者的区别在于

sizeof计算是数组的长度，而不是实际使用的长度，只要数组申请的是20个元素，那它始终就是20个字节的长度

而strlen这边，只会计算数组中实际有多少字符，与数组大小无关

示例3

#include<stdio.h>
int main()
{
	char arr[] = { 'a','b','c','d'};
	printf("%zd\n", sizeof(arr)); //结果为4
	printf("%zd\n", strlen(arr));  //结果为随机值
	
	return 0;
}

在上面这种情况，当字符数组中没有\0时

sizeof 依然是正常计算字符数组的长度

而strlen的计算结果会变得不可控，因为strlen只有遇到\0才会停下，此时当然是一个随机值

四、总结

sizeof和strlen函数在C语言中都用于计算大小，但它们计算的内容不同。sizeof是一个编译时运算符，用于计算类型或对象所占用的字节大小；strlen是一个标准库函数，用于计算字符串的长度。