[c-faq] 1.24-关于 sizeof

by PingboWen of TinyLab.org 2013/08/24

sizeof 是 C 中的一个关键字，用来计算类型或者表达式的大小。

今天在看 faq 的时候，碰到一个问题，是说 sizeof 无法计算一个数组的大小，在编译的时候，就出现错误。不解，自己尝试着编写了一个例子，果然出现这个错误：

错误： invalid application of ‘sizeof’ to incomplete type ‘int[]’

例子如：

f1.h:

extern int array[];
extern int size;
int array2[10];

f1.c:

#include "f1.h"

int array[]={1,2,3};
int size = sizeof(array);

f2.c:

#include "f1.h"
#include "stdio.h"
#define TEST

int main(int argc, char *argv[])
{
	printf("array: %d\n", size);
	//printf("array: %d\n", sizeof(array));
	printf("array2: %d\n", sizeof(array2));

	return 0;
}

可以看到，在 f2.c 中，第二个被注释的 printf 是编译不过去的，第三个正常。

WHY ？

因为 sizeof 是在编译的时候来处理每个对象的大小，而编译的时候是以一个文件 ( 编译单元 ) 为单位进行编译的。所以在处理一个编译单元的时候，编译器是无法从另外一个文件来获得一个非完全声明类型的大小的。这也是为什么错误提示中有一个 incomplete type 的字眼了。

那么，什么是 incomplete type?

在 ISO-IEC 9899 的标准文档的 6.2.5 中，是这样来定义类型的：

The meaning of a value stored in an object or returned by a function is determined by the type of the expression used to access it. (An identifier declared to be an object is the simplest such expression; the type is specified in the declaration of the identifier.)

Types are partitioned into object types (types that describe objects) and function types (types that describe functions). At various points within a translation unit an object type may be incomplete (lacking sufficient information to determine the size of objects of that type) or complete (having sufficient information)

从上可以看出类型被分为：对象类型、函数类型。而在一个翻译单元中，对象类型可能是完全的，或者非完全的。

也就是说非完全类型是对象类型的一个特殊类，而什么时候，一个对象类型是不完全的呢？

标准文档是这么说的：缺乏足够的信息来决定一个对象类型的大小

可能说这么多，大家有点迷糊了，下面引用一下 IBM 在 XL C/C++ (V6.0) 的规范文档中，把如下的类型归类为非完全类型：

• void 类型 eg. void *ptr;
• 没有指明大小的数组 eg. extern int array[];
• 数组中的元素是非完全类型
• 没有定义的结构体、union 和枚举类型 eg. struct test;
• 没有定义的类指针;
• 只声明，无定义的类 eg. class test;

其实， incomplete type 一个经常的用处，那就是隐藏一些类型的细节，比如，在头文件中声明一个 struct test; ，然后其他程序如果要使用这个结构体，那就包含这个头文件，但是它们无法知道这个结构体内部的细节，也就无法访问结构体内部成员，当然，更加不能用 sizeof 。但是对于那些，只是做一个传递的外部函数，这些足够了。

所以，以后用 sizeof 的时候，还是注意一下。