sizeofとメモリ上のサイズ

変数は箱だと言ってきました。ここでは、その箱の大きさをバイト単位で測る方法を覚えます。測れるようになると、メモリという場所が急に現実味を帯びてきます。

sizeof は演算子

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("char   %zu バイト\n", sizeof(char));
    printf("int    %zu バイト\n", sizeof(int));
    printf("double %zu バイト\n", sizeof(double));
    printf("bool   %zu バイト\n", sizeof(bool));
    return 0;
}

一般的な64ビット環境では 1 / 4 / 8 / 1 と出ます。sizeof は関数ではなく演算子で、sizeof(型名) でも sizeof 変数 でも書けます。結果は size_t という専用の型なので、書式指定子は %zu を使います。

char が1バイトであることだけは規格で保証されています。他のサイズは環境次第です。「たぶん4」ではなく「測れば分かる」と考えてください。

変数のサイズも測れる

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int    kosuu = 3;
    double kingaku = 1980.0;
    char   kigou = 'A';

    printf("%zu %zu %zu\n", sizeof kosuu, sizeof kingaku, sizeof kigou);
    printf("合計 %zu バイト\n", sizeof kosuu + sizeof kingaku + sizeof kigou);
    return 0;
}

出力は 4 8 1 と 合計 13 バイト。3つの箱がメモリに並んで積まれている——最初のトピックのビジュアライザで見た図の、実寸がこれです。

なぜサイズが大事なのか

・入れられる値の範囲が決まる（4バイト＝約 ±21億）
・大量のデータを扱うとき、必要なメモリ量を計算できる
・ポインタで1つ進むと何バイト進むかが、このサイズで決まる（トラック12）

3つ目が本命です。今は「型ごとに箱の大きさが違う」という事実だけ、体に入れておいてください。

罠・注意

sizeof('A') は 1 ではない。 Cでは文字定数の型が int なので、多くの環境で 4 になります。sizeof(char) は1、sizeof('A') は4。C++とは違う、Cならではの動きです。

%d で表示しない。 サイズは size_t 型なので %zu が正解です。%d でも動いて見えることがありますが、正しくありません。

sizeof の中身は実行されない。 sizeof(n++) と書いても n は増えません。大きさを調べるだけで、式そのものは評価されないからです。

まとめ

sizeof は型や変数が占めるバイト数を返す演算子で、表示は %zu。char は必ず1、int は4・double は8が一般的です。文字定数 'A' は int 扱いでサイズが4になる点に注意。このサイズの感覚が、ポインタを学ぶときの前提になります。