sizeof 和 strlen的理解与区分

引入：

sizeof 和strlen 作为两个很简单但却很容易混淆的知识点，有必要单独拎出来讲讲

一：sizeof

1：概念

sizeof 是 C 语言中的一个操作符（运算符），用于计算数据类型或变量在内存中所占的字节数。

①：操作符意味着不是函数，不是函数就代表sizeof不需要包括头文件就可以直接使用，就好比++
②：返回字节数，就是以字节为单位返回变量的大小

2：语法

cpp 复制代码

sizeof(类型名)     // 对类型名必须加括号
sizeof 表达式       // 对表达式可以不加括号

示例：

cpp 复制代码

sizeof(int);        // ✅ 正确，类型名必须加括号
// sizeof int;      // ❌ 错误！对类型名必须加括号

int x = 10;
sizeof(x);          // ✅ 正确
sizeof x;           // ✅ 正确，表达式可以不加括号
sizeof(&x);         // ✅ 指针的大小

3：返回值

sizeof本身的返回值的类型是不确定的，根据不同的编译器或系统平台，可能会被定义为 unsigned int、unsigned long，甚至是 unsigned long long，这样的话，打印的格式就是为 %u、%lu 或 %llu，这种不确定性会降低程序的可移植性------同一个程序在不同平台上可能要用不同的占位符才能正确打印。

为了解决这个问题，C 语言引入了统一的类型别名 size_t，用来代表 sizeof 的返回值类型，并且推荐使用专门为其设计的 %zd 来打印，从而保证代码在不同平台上的兼容性和正确性。

类型不确定 → 占位符不统一 → 可移植性差 → 引入 size_t 统一类型 → 用 %zd 统一打印

4：数组名对于sizeof的例外

我们知道数组名arr一般是表示首元素地址，但其在sizeof中是例外的，sizeof(数组名) --- 计算整个数组的大小(总字节数)，不论数组类型是什么，都可以使用sizeof去计算总字节数

5：应用场景

而sizeof的应用场景主要是计算一个数组的大小(总字节数)，其可以计算不同类型的数组的大小，但是一般用来计算整形数组的大小(总字节数)，去除上第一个整形元素的大小，得到该整形数组的元素个数sz，然后通过sz-1得到最后一个元素的下标

示例：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>

int main() {
	int arr[] = { 10, 20, 30, 40, 50 };

	// 得到数组的元素个数
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	// 最后一个元素的下标
	int last_index = sz - 1;

	printf("数组总字节数: %d\n", sizeof(arr));     // 假设 int 占 4 字节 → 20
	printf("每个元素字节数: %d\n", sizeof(arr[0])); // 4
	printf("数组元素个数: %d\n", sz);              // 5
	printf("最后一个元素下标: %d\n", last_index);  // 4
	printf("最后一个元素的值: %d\n", arr[last_index]); // 50

	return 0;
}

运行结果：

这样的写法，当收到的数组改变的时候，也能够正确去获取到元素个数和末尾元素下标

二：strlen

1：函数原型

strlen是字符串函数，也就是针对于字符串去使用的函数，其一般作用于一个字符串或者是一个字符数组，函数原型如下：

cpp 复制代码

size_t strlen(const char *s);

头文件 ：#include <string.h>

参数：

const char *s：指向以空字符 '\0' 结尾的字符数组（C风格字符串）的指针

const 表示函数不会修改传入的字符串内容

返回值：

size_t：无符号整数类型（通常是 unsigned int 或 unsigned long）

返回字符串中 '\0' 之前的字符个数（不包括 '\0' 本身）

函数功能：

我们知道，字符串都是默认有一个隐式的'\0'作为结尾，当strlen接收到一个char*类型的参数之后，就会一直往后以字节为单位的去读取数据，直接遇到'\0'就停下，返回字符串中 '\0' 之前的字符个数（不包括 '\0' 本身）

而strlen作用于字符数组的时候，接受的参数就是arr数组名，因为数组名就是数组的首元素起始地址，在字符数组中，就是一个char类型的地址，所以就是char*，正好和strlen的参数类型匹配

而当我们通过strlen函数获取到字符串中 '\0' 之前的字符个数（不包括 '\0' 本身）的时候，我们一般会再-1，也就是用strlen(arr)-1 去获取到最后一个元素的下标，方便使用

其次对于返回值和打印格式，strlen没有向sizeof那么严格，必须用 size_t 加上 %zd的组合，你也可以使用int 和 %d，但最正确的方式仍然是 size_t 加上 %zd

2：使用场景

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char arr[] = {"Hello"};  // 实际存储: 'H','e','l','l','o','\0'

    // 获取字符串长度（不包括 '\0'）
    int len = strlen(arr);  // len = 5

    // 最后一个元素的下标
    int last_index = len - 1;  // last_index = 4

    printf("字符串: %s\n", arr);           // Hello
    printf("字符串长度: %d\n", len);       // 5
    printf("最后一个元素下标: %d\n", last_index);  // 4
    printf("最后一个元素: %c\n", arr[last_index]); // o

    return 0;
}

运行结果：

3：strlen的参数来源

strlen的作用对象就是字符串或者字符数组，字符数组的数组名就是char*类型的，可以直接作用于strlen的参数去得到整个字符数组的大小(总字节数)

而当作用对象是字符串的时候，有几种写法：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>

int main() {
    
    // ========== 字符串的几种写法 ==========
    
    // 1. 字符串字面量初始化字符数组（最常用）
    char str1[] = "Hello";     // 自动分配6字节（含'\0'）
    
    // 2. 指定长度的字符串数组
    char str2[10] = "Hello";   // 长度10，前6字节"Hello\0"，后面补0
    
    // 3. 字符指针指向字符串常量
    char *str3 = "Hello";      // 指向只读字符串常量

    
    return 0;
}

**解释：**三种写法本质都是一个道理，只不过第3种只可读，三种写法都可以直接把变量名作为strlen的参数，示例如下：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>  // strlen 函数需要这个头文件

int main() {

	// ========== 字符串的几种写法 ==========

	// 1. 字符串字面量初始化字符数组（最常用）
	char str1[] = "Hello";     // 自动分配6字节（含'\0'）

	// 2. 指定长度的字符串数组
	char str2[10] = "Hello";   // 长度10，前6字节"Hello\0"，后面补0

	// 3. 字符指针指向字符串常量
	char* str3 = "Hello";      // 指向只读字符串常量

	// ========== 三种写法都可以直接作为 strlen 的参数 ==========

	int len1 = strlen(str1);   // str1 是数组名，退化为指针
	int len2 = strlen(str2);   // str2 是数组名，退化为指针
	int len3 = strlen(str3);   // str3 已经是指针

	// 打印结果
	printf("str1 = \"%s\", 长度 = %d\n", str1, len1);  // Hello, 5
	printf("str2 = \"%s\", 长度 = %d\n", str2, len2);  // Hello, 5
	printf("str3 = \"%s\", 长度 = %d\n", str3, len3);  // Hello, 5


	return 0;
}

唯一需要注意的是：

Q：为什么可以这么写？ char *str3 = "Hello";

**A：**这行代码之所以合法，是因为C语言允许字符串字面量隐式转换为指向其首字符的指针，也就是char*类型的str3存储就是字符串 "Hello"的首地址，这就和字符数组的数组名是一个道理

三：二者对比

1：下标的获取

sizeof和strlen一般都是用来获取一个数组的末尾元素的下标，sizeof一般作用于整形数组，strlen一般作用于字符数组！二者获取到元素的个数之后都会再-1去获取到末尾元素的下标！

**①：**strlen只能作用于字符数组，因为其参数是char*，并且本身就叫做字符串函数

**②：**sizeof并不是只能作用于整形数组，其也可以作用于字符数组，但是由于sizeof的特性是返回数组容量，不是实际使用长度，所以一般不使用sizeof去对字符数组进行操作

cpp 复制代码

// sizeof 返回的是数组容量，不是实际使用长度

char buf[1024] = "Hello";
// 数组容量：1024字节
// 实际字符串："Hello" 只有5个字符
// sizeof(buf) = 1024 → 错误
// strlen(buf) = 5    → 正确

// ========== 正确的方式：用 strlen ==========
int correct_len = strlen(buf);  // 5 ✅
int correct_last_index = strlen(buf) - 1;  // 4 ✅

**解释：**也就是说，字符数组使用strlen才是正确完美的；其次sizeof是不会舍弃'\0'的，'\0'占据的字节空间也会被记录在内，所以于情于理其都是不建议去作用于字符数组的

2：数组名在二者中的区别

sizeof(arr)是利用了数组名的例外，去得到了整个数组的大小(总字节数)，而strlen(arr)，并不是例外，其中的arr就是数组首元素的地址，类型为char*

3：什么时候用谁？

二者在C语言初阶时一般都是用于去求一个数组的末尾元素的下标，当目标是整形数组就用sizeof，而目标是字符数组或者字符串就用strlen