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C++如何使用sizeof和alignof获取类型信息

P粉602998670

发布： 2025-09-15 14:34:01

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sizeof 返回类型或对象的字节大小，alignof 获取类型的对齐要求；两者均为编译期操作，用于优化内存布局与访问效率。

c++如何使用sizeof和alignof获取类型信息

在C++中，sizeof 和 alignof 是两个用于获取类型或对象底层信息的关键操作符。它们在编写系统级代码、内存管理、结构体优化等场景中非常有用。

sizeof：获取对象或类型的大小（以字节为单位）

sizeof 返回一个类型或对象在内存中所占的字节数。它可以在编译时求值，不实际运行程序。

使用方式有两种：

对类型：sizeof(类型名)
对变量或表达式：sizeof 表达式或 sizeof(表达式)

示例：

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#include <iostream>
int main() {
    std::cout << "int 大小: " << sizeof(int) << " 字节\n";
    std::cout << "double 大小: " << sizeof(double) << " 字节\n";

    char arr[10];
    std::cout << "数组大小: " << sizeof(arr) << " 字节\n"; // 输出 10

    int x;
    std::cout << "x 的大小: " << sizeof x << " 字节\n"; // 不加括号也可以
}

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注意：对数组使用 sizeof 时，若在定义作用域内，可正确得到总字节数；但如果传入函数，数组退化为指针，则返回指针大小。

alignof：获取类型的对齐要求

alignof 返回指定类型所需的内存对齐字节数。对齐影响性能和硬件访问规则，尤其在嵌入式或高性能编程中重要。

语法：alignof(类型名)

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示例：

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#include <iostream>
int main() {
    std::cout << "int 对齐: " << alignof(int) << " 字节\n";
    std::cout << "double 对齐: " << alignof(double) << " 字节\n";
    std::cout << "指针对齐: " << alignof(void*) << " 字节\n";

    struct alignas(16) Vec4 {
        float x, y, z, w;
    };
    std::cout << "Vec4 对齐: " << alignof(Vec4) << " 字节\n"; // 输出 16
}

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对齐值通常是2的幂，比如 1、2、4、8、16 等。某些类型（如SIMD向量）可能需要更高对齐。

结合使用场景

在设计结构体或进行内存池分配时，了解大小和对齐能避免浪费或错误。

例如：

struct Data {
    char c;     // 1 字节
    // 编译器可能插入 3 字节填充
    int i;      // 4 字节，需 4 字节对齐
};
std::cout << "Data 大小: " << sizeof(Data) << "\n";   // 通常为 8
std::cout << "Data 对齐: " << alignof(Data) << "\n"; // 通常为 4

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可以通过调整成员顺序减少填充，或使用 alignas 自定义对齐。

基本上就这些。sizeof 和 alignof 是轻量、编译期操作，帮助你理解数据在内存中的布局。掌握它们有助于写出更高效、可移植的C++代码。

以上就是C++如何使用sizeof和alignof获取类型信息的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！