strlen与sizeof在C语言中究竟有何区别？

• sizeof 是一个运算符，在编译时计算，用于获取数据类型或变量所占的内存字节数。
• strlen 是一个库函数，在运行时计算，用于获取以 '\0' 结尾的字符串的长度（字符个数）。

sizeof 运算符

sizeof 是 C 语言的一个单目运算符，就像 , , 一样，它返回一个 size_t 类型的值,表示对象或类型所占的内存字节数。

主要特点和用法：

1. 编译时计算：sizeof 的值在程序编译时就已经确定了，而不是在运行时才计算,它不会带来任何运行时开销。
2. 作用于类型和变量：
   • sizeof(type)：计算一个类型所占的字节数。
   • sizeof variable：计算一个变量所占的字节数。
   • sizeof(variable)：加上括号也可以,但通常不加更简洁。
3. 计算的是总大小：它会计算整个数组、结构体等所占用的空间,直到遇到边界。

示例代码：

#include <stdio.h>
int main() {
    // 1. 基本数据类型
    int a = 10;
    printf("sizeof(int): %zu\n", sizeof(int));      // 输出 4 (在大多数现代系统上)
    printf("sizeof(a): %zu\n", sizeof(a));          // 输出 4
    printf("sizeof(double): %zu\n", sizeof(double)); // 输出 8
    // 2. 数组
    // 数组名 'arr' 在这里会“退化”为指向首元素的指针，但 sizeof(arr) 仍然计算整个数组的大小
    char arr[] = "hello"; // 等价于 char arr[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
    printf("sizeof(arr): %zu\n", sizeof(arr));      // 输出 6 (5个字符 + 1个'\0')
    int arr_int[10];
    printf("sizeof(arr_int): %zu\n", sizeof(arr_int)); // 输出 40 (10 * 4)
    // 3. 指针
    char *ptr = "hello"; // ptr 是一个指针，它只存储一个地址
    printf("sizeof(ptr): %zu\n", sizeof(ptr));      // 输出 8 (在64位系统上，地址是8字节)
    // 4. 字符串字面量 (String Literal)
    // "hello" 也是一个字符数组，存储在程序的只读数据段
    printf("sizeof(\"hello\"): %zu\n", sizeof("hello")); // 输出 6
    return 0;
}

strlen 函数

strlen 是 C 标准库 <string.h> 中的一个函数,它的作用是计算字符串的长度。

函数原型：

size_t strlen(const char *str);

主要特点和用法：

1. 运行时计算：strlen 必须在程序运行时才能知道结果，它会从传入的地址开始，逐个字节检查，直到遇到第一个空字符 '\0' 为止，这个过程需要时间,因此有运行时开销。
2. 参数必须是 '\0' 结尾的字符串：如果传入的字符数组没有 '\0'，strlen 会一直向后读，直到它偶然在内存中找到一个 '\0'，这会导致未定义行为,通常表现为程序崩溃或得到一个完全错误的长度。
3. 返回值不包括 '\0'：strlen 只计算字符的个数,不计算结尾的空字符。

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <string.h> // 必须包含这个头文件
int main() {
    char str[] = "hello";
    // strlen 从 str 的地址开始，直到遇到 '\0'
    // 'h' 'e' 'l' 'l' 'o' '\0'
    //  1   2   3   4   5    (长度)
    size_t len = strlen(str);
    printf("strlen(str): %zu\n", len); // 输出 5
    // 对比 sizeof 和 strlen 的关键区别
    printf("sizeof(str): %zu\n", sizeof(str)); // 输出 6 (包括 '\0')
    printf("strlen(str): %zu\n", strlen(str)); // 输出 5 (不包括 '\0')
    // 危险示例：没有 '\0' 结尾的字符数组
    char str_no_null[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'}; // 没有 '\0'
    // 下面的调用是错误的，会导致未定义行为！
    // printf("strlen(str_no_null): %zu\n", strlen(str_no_null)); 
    // 指针和数组名的区别
    char *ptr = "hello";
    // 对于字符串字面量，sizeof 计算的是整个字面量的大小（包括'\0'）
    // strlen 计算的是字符串的长度
    printf("sizeof(\"hello\"): %zu\n", sizeof("hello")); // 输出 6
    printf("strlen(\"hello\"): %zu\n", strlen("hello")); // 输出 5
    // 对于指针变量，sizeof 计算的是指针本身的大小
    // strlen 解引用指针，从指针指向的内存开始计算长度
    printf("sizeof(ptr): %zu\n", sizeof(ptr));          // 输出 8 (64位系统)
    printf("strlen(ptr): %zu\n", strlen(ptr));          // 输出 5
    return 0;
}

核心区别对比表

经典面试题

这是一个非常经典的面试题,能完美考察你对这两个概念的理解。

问题： 下面的代码会输出什么？

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
    char str[] = "hello";
    char *ptr = "hello";
    printf("sizeof(str) = %zu\n", sizeof(str));
    printf("strlen(str) = %zu\n", strlen(str));
    printf("sizeof(ptr) = %zu\n", sizeof(ptr));
    printf("strlen(ptr) = %zu\n", strlen(ptr));
    printf("sizeof(\"hello\") = %zu\n", sizeof("hello"));
    printf("strlen(\"hello\") = %zu\n", strlen("hello"));
    return 0;
}

答案分析 (在64位系统上运行):

1. char str[] = "hello";

   • str 是一个字符数组,在栈上分配。
   • 内容是 {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}。
   • sizeof(str)：计算整个数组的大小，即 6 * 1 字节。 输出 6。
   • strlen(str)：从 str 开始数，直到 '\0'，数了5个字符。 输出 5。

2. char *ptr = "hello";

   • ptr 是一个指针变量，在栈上分配，它存储一个地址（指向字符串字面量）。
   • sizeof(ptr)：计算指针变量本身的大小，在64位系统上是8字节。 输出 8。
   • strlen(ptr)：解引用 ptr，从它指向的地址（即字符串 "hello" 的地址）开始数，直到 '\0'，数了5个字符。 输出 5。

3. sizeof("hello") 和 strlen("hello")

   • "hello" 是一个字符串字面量,它本质上是一个匿名的字符数组。
   • sizeof("hello")：计算这个匿名数组的大小，包括 '\0'。 输出 6。
   • strlen("hello")：从这个匿名数组的地址开始计算长度。 输出 5。

完整输出：

sizeof(str) = 6
strlen(str) = 5
sizeof(ptr) = 8
strlen(ptr) = 5
sizeof("hello") = 6
strlen("hello") = 5

通过这个例子，你应该能深刻理解 sizeof 和 strlen 在不同场景下的行为差异了。sizeof 问的是“占多大地方？”，strlen 问的是“字符串有多长？”。