sizeof演算子のまとめ
sizeof演算子について、いろいろ試してみました。アセンブリコードを見てみると、sizeofオペランドの式はコンパイル時に定数に置換されるか、sizeofの計算に影響を与えない数式の場合、式自体が翻訳時に捨てられているのが分かります。
00000000004004e3 <main>:
int main(int argc, char *argv[]){
4004e3: 55 push rbp
4004e4: 48 89 e5 mov rbp,rsp
4004e7: 48 83 ec 30 sub rsp,0x30
4004eb: 89 7d dc mov DWORD PTR [rbp-0x24],edi
4004ee: 48 89 75 d0 mov QWORD PTR [rbp-0x30],rsi
char buf[]="ABCDE";
4004f2: c7 45 f0 41 42 43 44 mov DWORD PTR [rbp-0x10],0x44434241
4004f9: 66 c7 45 f4 45 00 mov WORD PTR [rbp-0xc],0x45
int i=0;
4004ff: c7 45 f8 00 00 00 00 mov DWORD PTR [rbp-0x8],0x0
int n=0;
400506: c7 45 ec 00 00 00 00 mov DWORD PTR [rbp-0x14],0x0
char c;
printf("sizeof(\"\") = %zu\n", sizeof(""));
40050d: b8 18 08 40 00 mov eax,0x400818
400512: be 01 00 00 00 mov esi,0x1
400517: 48 89 c7 mov rdi,rax
40051a: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
40051f: e8 94 fe ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(\"ABCDE\") = %zu\n", sizeof("ABCDE"));
400524: b8 2a 08 40 00 mov eax,0x40082a
400529: be 06 00 00 00 mov esi,0x6
40052e: 48 89 c7 mov rdi,rax
400531: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
400536: e8 7d fe ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(buf) = %zu\n", sizeof(buf));
40053b: b8 41 08 40 00 mov eax,0x400841
400540: be 06 00 00 00 mov esi,0x6
400545: 48 89 c7 mov rdi,rax
400548: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
40054d: e8 66 fe ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof('A') = %zu\n", sizeof('A'));
400552: b8 54 08 40 00 mov eax,0x400854
400557: be 04 00 00 00 mov esi,0x4
40055c: 48 89 c7 mov rdi,rax
40055f: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
400564: e8 4f fe ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(node) = %zu\n", sizeof(node));
400569: b8 67 08 40 00 mov eax,0x400867
40056e: be 08 00 00 00 mov esi,0x8
400573: 48 89 c7 mov rdi,rax
400576: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
40057b: e8 38 fe ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("i = %d\n", i);
400580: b8 7b 08 40 00 mov eax,0x40087b
400585: 8b 55 f8 mov edx,DWORD PTR [rbp-0x8]
400588: 89 d6 mov esi,edx
40058a: 48 89 c7 mov rdi,rax
40058d: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
400592: e8 21 fe ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(i++) = %zu\n", sizeof(i++));
400597: b8 83 08 40 00 mov eax,0x400883
40059c: be 04 00 00 00 mov esi,0x4
4005a1: 48 89 c7 mov rdi,rax
4005a4: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
4005a9: e8 0a fe ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("i = %d\n", i);
4005ae: b8 7b 08 40 00 mov eax,0x40087b
4005b3: 8b 55 f8 mov edx,DWORD PTR [rbp-0x8]
4005b6: 89 d6 mov esi,edx
4005b8: 48 89 c7 mov rdi,rax
4005bb: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
4005c0: e8 f3 fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("n = %d\n", n);
4005c5: 8b 55 ec mov edx,DWORD PTR [rbp-0x14]
4005c8: b8 96 08 40 00 mov eax,0x400896
4005cd: 89 d6 mov esi,edx
4005cf: 48 89 c7 mov rdi,rax
4005d2: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
4005d7: e8 dc fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(int [n++]) = %zu\n", sizeof(int [n++]));
4005dc: 8b 45 ec mov eax,DWORD PTR [rbp-0x14]
4005df: 89 c2 mov edx,eax
4005e1: 48 63 d2 movsxd rdx,edx
4005e4: 48 c1 e2 02 shl rdx,0x2
4005e8: 83 c0 01 add eax,0x1
4005eb: 89 45 ec mov DWORD PTR [rbp-0x14],eax
4005ee: b8 9e 08 40 00 mov eax,0x40089e
4005f3: 48 89 d6 mov rsi,rdx
4005f6: 48 89 c7 mov rdi,rax
4005f9: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
4005fe: e8 b5 fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("n = %d\n", n);
400603: 8b 55 ec mov edx,DWORD PTR [rbp-0x14]
400606: b8 96 08 40 00 mov eax,0x400896
40060b: 89 d6 mov esi,edx
40060d: 48 89 c7 mov rdi,rax
400610: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
400615: e8 9e fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("n = %d\n", n);
40061a: 8b 55 ec mov edx,DWORD PTR [rbp-0x14]
40061d: b8 96 08 40 00 mov eax,0x400896
400622: 89 d6 mov esi,edx
400624: 48 89 c7 mov rdi,rax
400627: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
40062c: e8 87 fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(int [++n]) = %zu\n", sizeof(int [++n]));
400631: 8b 45 ec mov eax,DWORD PTR [rbp-0x14]
400634: 83 c0 01 add eax,0x1
400637: 89 45 ec mov DWORD PTR [rbp-0x14],eax
40063a: 8b 45 ec mov eax,DWORD PTR [rbp-0x14]
40063d: 48 98 cdqe
40063f: 48 8d 14 85 00 00 00 lea rdx,[rax*4+0x0]
400646: 00
400647: b8 b7 08 40 00 mov eax,0x4008b7
40064c: 48 89 d6 mov rsi,rdx
40064f: 48 89 c7 mov rdi,rax
400652: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
400657: e8 5c fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("n = %d\n", n);
40065c: 8b 55 ec mov edx,DWORD PTR [rbp-0x14]
40065f: b8 96 08 40 00 mov eax,0x400896
400664: 89 d6 mov esi,edx
400666: 48 89 c7 mov rdi,rax
400669: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
40066e: e8 45 fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(c) = %zu\n", sizeof(c));
400673: b8 d0 08 40 00 mov eax,0x4008d0
400678: be 01 00 00 00 mov esi,0x1
40067d: 48 89 c7 mov rdi,rax
400680: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
400685: e8 2e fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(c+0) = %zu\n", sizeof(c+0));
40068a: b8 e1 08 40 00 mov eax,0x4008e1
40068f: be 04 00 00 00 mov esi,0x4
400694: 48 89 c7 mov rdi,rax
400697: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
40069c: e8 17 fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
/* printf("sizeof(ia) = %zu\n", sizeof(ia)); */
printf("sizeof(main) = %zu\n", sizeof(main));
4006a1: b8 f4 08 40 00 mov eax,0x4008f4
4006a6: be 01 00 00 00 mov esi,0x1
4006ab: 48 89 c7 mov rdi,rax
4006ae: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
4006b3: e8 00 fd ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(&main) = %zu\n", sizeof(&main));
4006b8: b8 08 09 40 00 mov eax,0x400908
4006bd: be 08 00 00 00 mov esi,0x8
4006c2: 48 89 c7 mov rdi,rax
4006c5: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
4006ca: e8 e9 fc ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("n = %d\n", n);
4006cf: 8b 55 ec mov edx,DWORD PTR [rbp-0x14]
4006d2: b8 96 08 40 00 mov eax,0x400896
4006d7: 89 d6 mov esi,edx
4006d9: 48 89 c7 mov rdi,rax
4006dc: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
4006e1: e8 d2 fc ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("sizeof(func(&n)) = %zu\n", sizeof(func(&n)));
4006e6: b8 1d 09 40 00 mov eax,0x40091d
4006eb: be 04 00 00 00 mov esi,0x4
4006f0: 48 89 c7 mov rdi,rax
4006f3: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
4006f8: e8 bb fc ff ff call 4003b8 <printf@plt>
printf("n = %d\n", n);
4006fd: 8b 55 ec mov edx,DWORD PTR [rbp-0x14]
400700: b8 96 08 40 00 mov eax,0x400896
400705: 89 d6 mov esi,edx
400707: 48 89 c7 mov rdi,rax
40070a: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
40070f: e8 a4 fc ff ff call 4003b8 <printf@plt>
return 0;
400714: b8 00 00 00 00 mov eax,0x0
}
400719: c9 leave
40071a: c3 ret
40071b: 90 nop
40071c: 90 nop
40071d: 90 nop
40071e: 90 nop
40071f: 90 nop結果
sizeof("") = 1
sizeof("ABCDE") = 6
sizeof(buf) = 6
sizeof('A') = 4
sizeof(node) = 8
i = 0
sizeof(i++) = 4
i = 0
n = 0
sizeof(int [n++]) = 0
n = 1
n = 1
sizeof(int [++n]) = 8
n = 2
sizeof(c) = 1
sizeof(c+0) = 4
sizeof(main) = 1
sizeof(&main) = 8
n = 2
sizeof(func(&n)) = 4
n = 2文字列リテラル・char型配列
sizeof("") = 1
sizeof("ABCDE") = 6
sizeof(buf) = 6文字列リテラルやchar型配列変数というと、式中ではchar型配列における先頭要素へのポインタに展開されますが、sizeof演算子のオペランドにおいては、char型配列として評価されます。末尾のナル文字を含めたサイズが返されます。なので空文字列は「1」。
文字定数
sizeof('A') = 4sizeof(char)は「1」ですが、文字定数はint型なので「4」。
構造体
4 typedef struct node_t{ 5 unsigned char f; 6 int id; 7 }node_t, node;
sizeof(node) = 8
上記の場合、境界調整でパディングが入るため、5でなくて「8」です。
sizeofオペランドの式
i = 0 sizeof(i++) = 4 …（１） i = 0 n = 0 sizeof(int [n++]) = 0 …（２） n = 1 n = 1 sizeof(int [++n]) = 8 …（３） n = 2
C99以前の規格Cではsizeof演算子のオペランドには整数定数式を要求しますが、可変長配列が導入されたC99では、sizeofのオペランドに可変長配列が指定された場合、以下の作用があるようです。
sizeofの式に可変長配列型の名前が現れ、その配列の要素数がsizeof式の値に影響する場合、その配列の 要素数式は（副作用も含めて）完全に計算される。配列の要素数がsizeofの結果に影響しない場合、その 要素数式が計算されるかどうかは未定義である。 （「Cリファレンスマニュアル 第5版」p244より）
つまり、オペランドに可変長配列の要素数でない式が指定された場合（１）、その式は評価されません。オペランドが可変長配列の要素数であり、かつsizeof式の値に影響する場合（２）（３）、その式は評価されます。（２）のn++は評価されますが、後置インクリメントであるため、sizeof式の評価後にインクリメントしています。そのため、sizeof式はインクリメント前の値で配列要素数が計算されています。（３）の++nは前置インクリメントであるため、インクリメント後の値で配列要素数が計算されています。
暗黙の型変換
sizeof(c) = 1 …（１） sizeof(c+0) = 4 …（２）
（１）char型変数のsizeofは「1」です。
（２）c+0の場合、リテラル数0がint型であるため、式c+0はint型としてサイズ計算されます。
関数
sizeof(main) = 1 （１） sizeof(&main) = 8 （２） n = 2 sizeof(func(&n)) = 4 （３） n = 2
（１）関数名を指定した場合、「1」を返しますが、これはmeaninglessな値だそうです。sizeofで関数へのポインタ値のサイズを取得する場合、「&」をつけます。
（２）検証機は64bit OSであるため、関数へのポインタ値は「8」となります。
（３）関数funcは、ポインタで渡されたnの格納値をインクリメントする定義としていますが、nの値が更新されていないため、関数内の処理は実行されていないようです。
