sizeof(…) 运算符的使用引发困惑的结果

Question

最近我正在浏览 一些C++代码，并遇到了以下行代码：

static char zsocket_name[sizeof((struct sockaddr_un*)0)->sun_path] = {};

这很令人困惑，因为在我看来，sizeof 运算符的结果被指针间接引用以访问名为 sun_path 的结构字段，并且该值将用于静态存储中的数组大小。

然而，当我尝试使用一个简单的代码片段程序来计算表达式 sizeof((struct sockaddr_un*)0)->sun_path 时，它产生了 sockaddr_un 结构体成员 sun_path 的大小。

显然，这是原始行作者的意图; 但我发现它在语法上很令人困惑，因为它看起来像对 sizeof(...) 操作的结果进行指针解引用。

我对 sizeof(...) 的使用有什么误解吗？ 为什么这个表达式会这样评估？

- fish2000

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请查看参考文献。有两种形式。代码应该真正有一个空格，因为这样很误导人。 - chris

@chris 哦，我想我明白了 - 与sizeof(type)不同，sizeof表达式形式没有括号，因此添加的任何括号都是表达式的一部分。 - fish2000

如果您能使用它，我建议使用std::declval，它传达的意义更好，而且不像可怕的空指针解引用。 - user975989

我很惊讶没有人提到sizeof表达式不会在运行时评估表达式，因此您可以编写任何语法正确的表达式，即使是未定义行为的表达式...这就是为什么在这里“解引用空指针”是正确的原因，因为没有真正的解引用，只有一个具有类型但从未被机器实际评估的表达式。 - Jean-Baptiste Yunès

只需尝试 sizeof ( cout << "hello" << endl ); - Jean-Baptiste Yunès

Answer 1

你的错误在于认为sizeof像函数调用一样工作，而实际上它是一个运算符。根本不需要使用()。 sizeof实际上是一个形式为sizeof expression的运算符，expression周围的()不是必须的。表达式中sizeof的优先级等同于++和--（前缀形式）、一元+和-、! 和~（逻辑和位非）、(type)类型转换、&（地址）、一元*（指针间接）和（C从2011年起） _Alignof。所有这些都具有从右到左的结合性。

唯一比sizeof优先级更高的运算符是++和--（后缀形式）、函数调用（()）、[]数组下标、.和->以访问结构体成员以及（仅限于1999年的C）复合文字(type){list}。

没有sizeof(expression)形式。 sizeof x计算表达式x的结果大小（而不计算x）。 sizeof (x)计算表达式(x)的结果大小，同样不计算它。你恰好有一个形如sizeof a->b的表达式，由于优先级规则，它等同于sizeof (a->b)而不是sizeof(a)->b（这将触发编译错误）。

- Peter

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没错 - sizeof(a)->b 看起来像是这样的东西，这是我最初困惑的根源；我感谢在这种情况下运算符优先级规则的澄清，谢谢。 - fish2000

Answer 2

在C++中，sizeof运算符除了常见的sizeof(type)形式外，还有一个sizeof expression形式。因此，下面这个表达式：

sizeof ((struct sockaddr_un*)0)->sun_path

等同于这个：

sizeof(decltype(((struct sockaddr_un*)0)->sun_path))

前者是您发布的代码中所写的内容，尽管没有空格。

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请注意，括号表达式也是一个表达式，因此sizeof ((struct sockaddr_un*)0)->sun_path也可以加上额外的括号写成：sizeof(((struct sockaddr_un*)0)->sun_path) — 尽管这看起来像sizeof(type)形式，但实际上它是应用于括号表达式的sizeof expression形式。

唯一不能做的就是sizeof type，所以这是无效的：

sizeof decltype(((struct sockaddr_un*)0)->sun_path)

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在C++中，获取结构体字段的更现代方法是使用declval，而不需要将0转换为指针:

sizeof std::declval<sockaddr_un>().sun_path

- jtbandes

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实际上，根据cppreference.com文档，带括号的形式用于检索类型的大小；没有括号，则计算_expression_的大小 - 因此，如果您有像sizeof(_expression_)这样的东西，则括号实际上包含在_expression_中，因为它是没有括号的非类型形式的sizeof...之所以这非常令人困惑，是因为sizeof（...）看起来像一个函数调用，但它不是，它是一个运算符 - 即使运算符的一种形式看起来更像函数调用。 - fish2000

啊哈，谢谢，你示例中的 decltype 在这种情况下使得它非常清晰明了。 - fish2000

您IP地址为143.198.54.68，由于运营成本限制，当前对于免费用户的使用频率限制为每个IP每72小时10次对话，如需解除限制，请点击左下角设置图标按钮（手机用户先点击左上角菜单按钮）。 - Jonathan Leffler