C语言字符串与sizeof解析

一、C语言字符串的本质：char 数组

C 语言没有真正的 string 类型。所谓字符串，本质上是一个以 '\0' 结尾的 char 序列。实际开发中，常见写法主要有两种：字符数组，以及指向字符串常量的字符指针。如果只是读取字符串字面量，更推荐写成 const char *。

1.1 两种形式

// 形式一：字符数组（可修改）
char str[] = "Hello";

// 形式二：指向字符串常量的指针（推荐）
const char *str = "Hello";

1.2 字符数组为什么本质是 char 数组

// 这两种写法完全等价
char str1[] = "Hello";
char str2[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

内存中的样子如下：

地址:    0     1     2     3     4     5
       ['H'] ['e'] ['l'] ['l'] ['o'] ['\0']
         ↑ ——————— char 数组 ——————————↑ 结束标志

1.3 为什么字符串常量前最好加 const

const char *ptr = "Hello";   // 推荐写法
// ptr[0] = 'h';              // ❌ 不能通过 ptr 修改字符串常量

如果写成 char *ptr = "Hello";，有些编译器也许还能通过，但这属于不推荐写法。因为 "Hello" 通常存放在只读区域，一旦修改就会触发未定义行为。

二、C语言 sizeof 到底是什么？

C语言 sizeof 是关键字，不是函数。它的作用是获取某个类型或对象所占的字节数。

printf("%zu\n", sizeof(int));
printf("%zu\n", sizeof(char));
printf("%zu\n", sizeof(double));

2.1 sizeof 作用在字符串上时得到什么

char str[] = "Hello";
printf("%zu\n", sizeof(str));  // 6

这里的结果是 6，不是 5，因为数组里除了 'H'、'e'、'l'、'l'、'o' 之外，还包含结尾的 '\0'。

2.2 strlen 与 sizeof 的区别

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

int main() {
    char str[] = "Hello";

    printf("sizeof(str) = %zu\n", sizeof(str));  // 6
    printf("strlen(str) = %zu\n", strlen(str));  // 5

    return 0;
}

三、sizeof(arr)/sizeof(arr[0]) 为什么能算数组长度？

这是 C 语言里计算数组元素个数的标准写法。原因很简单：C 语言没有 arr.length 这种内置属性，所以只能用 总大小 ÷ 单个元素大小 的方式自己算。

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int count = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);  // count = 5

sizeof(arr)     // 整个数组的字节数
sizeof(arr[0])  // 单个元素的字节数

如果 int 占 4 字节，那么：

sizeof(arr)     // 20
sizeof(arr[0])  // 4
20 / 4 = 5

3.1 为什么不直接写死数字

// ❌ 硬编码，数组一改就容易出错
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    // ...
}

// ✅ 自动计算，数组变化时循环自动适配
for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++) {
    // ...
}

四、C语言 sizeof 的常见陷阱

4.1 数组作为函数参数会退化为指针

void print_size(int arr[]) {  // 等价于 int *arr
    printf("%zu\n", sizeof(arr));
}

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    printf("%zu\n", sizeof(arr));  // 20
    print_size(arr);                 // 8
    return 0;
}

在函数参数位置，数组会退化成指针。因此 sizeof(arr) 拿到的不是整个数组大小，而只是指针大小。

void process(int arr[], int len) {
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        // ...
    }
}

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    process(arr, len);
    return 0;
}

4.2 对指针使用 sizeof 得到的不是字符串长度

char *ptr = "Hello";
printf("%zu\n", sizeof(ptr));  // 8

char arr[] = "Hello";
printf("%zu\n", sizeof(arr));  // 6

4.3 字符串长度应该用 strlen

char *ptr = "Hello";

// ❌ 错误
int len1 = sizeof(ptr);

// ✅ 正确
int len2 = strlen(ptr);

五、字符串数组遍历示例

#include <stdio.h>

int main() {
    char *fruits[] = {"苹果", "香蕉", "橙子", "葡萄"};
    int count = sizeof(fruits) / sizeof(fruits[0]);

    printf("共有 %d 种水果：\n", count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("  %d. %s\n", i + 1, fruits[i]);
    }

    return 0;
}

输出结果：

共有 4 种水果：
  1. 苹果
  2. 香蕉
  3. 橙子
  4. 葡萄

5.1 这个例子为什么能算对

char *fruits[] = {"苹果", "香蕉", "橙子", "葡萄"};

sizeof(fruits)      // 32，4 个指针 × 8 字节
sizeof(fruits[0])   // 8，单个指针大小
32 / 8 = 4

六、C语言 sizeof 速查表

6.1 常见类型的 sizeof

6.2 字符串相关的 sizeof

七、相关阅读与延伸阅读

8.1 相关阅读

• C语言指针和结构体
• C语言内存管理
• [GCC 常用命令速查](GCC 常用命令速查.md)

8.2 延伸阅读

• cppreference：C 语言 sizeof 运算符
• cppreference：C 语言 strlen