14. sizeof 与 strlen 的区别：它们到底在算什么？

说实话，这个问题我面试过不少人，十有八九会答错。有人觉得「sizeof就是算长度的」，有人觉得「strlen就是sizeof的简化版」——嗯，这两种理解都不对。今天咱们就把这两个家伙彻底掰扯清楚。

14.1 先看一个让人懵圈的代码

我直接上代码，你先猜猜输出是什么：

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

int main() {
    char str[] = "Hello";
    char *p = str;
    
    printf("sizeof(str) = %zu\n", sizeof(str));
    printf("strlen(str) = %zu\n", strlen(str));
    printf("sizeof(p) = %zu\n", sizeof(p));
    printf("strlen(p) = %zu\n", strlen(p));
    
    return 0;
}

在64位系统上，输出是这样的：

sizeof(str) = 6
strlen(str) = 5
sizeof(p) = 8
strlen(p) = 5

看到了吗？sizeof(str) 是6，strlen(str) 是5。差在哪？差在结尾那个看不见的 '\0'。而 sizeof(p) 是8，因为指针本身占8个字节（64位系统），跟字符串长度半毛钱关系都没有。

14.2 sizeof 到底在算什么？

sizeof 是编译时求值的。编译器看到 sizeof，直接查类型信息，不需要运行程序就能知道结果。所以它算的是「内存布局的大小」，不是「内容的长短」。

举个例子：

int arr[10];
printf("%zu\n", sizeof(arr));   // 40，因为 int 占4字节，10个就是40
printf("%zu\n", sizeof(arr[0])); // 4，一个int的大小

数组名在这里代表整个数组，所以 sizeof(arr) 返回整个数组的字节数。但一旦数组名退化成指针，情况就变了：

void func(int arr[]) {
    printf("%zu\n", sizeof(arr));  // 8，arr已经退化成指针了！
}

我在项目中遇到过好几次这种坑。有个同事在函数里用 sizeof(arr) 去算数组长度，结果传进来的数组永远「只有8个字节」——调试了一下午才发现是数组退化的问题。

14.3 strlen 到底在算什么？

strlen 是运行时函数。它从你给的地址开始，一个字节一个字节地往后数，直到碰到 '\0' 为止。它不关心你分配了多少内存，只关心 '\0' 在哪里。

看这个例子：

char buf[100] = "Hello";
printf("%zu\n", strlen(buf));  // 5，只数到'\0'为止
printf("%zu\n", sizeof(buf));  // 100，整个数组的大小

buf 有100个字节的空间，但 strlen 只数了5个字符就停了，因为第6个字符是 '\0'。sizeof 则老老实实告诉你：这个数组占了100个字节。

我曾经接手过一个项目，里面有一段代码：

char *msg = malloc(256);
strcpy(msg, "OK");
printf("length = %zu\n", strlen(msg));  // 2，没问题
printf("size = %zu\n", sizeof(msg));    // 8，指针大小，不是256！

那个程序员用 sizeof(msg) 去判断缓冲区是否够用，结果可想而知。嗯，后来我改成了 #define BUF_SIZE 256，用宏来管理缓冲区大小。

14.4 一张图看懂核心逻辑

下面这张图展示了 sizeof 和 strlen 在处理同一个字符串时的不同路径：

14.5 常见误区与避坑指南

我总结了几个最常见的错误，你看看自己中过几个：

误区	错误写法	正确做法
用 sizeof 算字符串长度	sizeof("Hello") → 6	用 strlen("Hello") → 5
在函数内用 sizeof 算数组长度	void f(int a[]) { sizeof(a); }	把数组长度作为参数传进来
对指针用 sizeof 以为能拿到缓冲区大小	char *p = malloc(100); sizeof(p);	用宏或变量记录分配的大小
混淆 sizeof 和 strlen 的返回值类型	两者都返回 size_t，但含义不同	sizeof 是字节数，strlen 是字符数

14.6 一个容易忽略的细节

strlen 返回的是 size_t，这是个无符号类型。如果你这么写：

if (strlen(s) - 10 > 0) {
    // 你以为长度大于10才进来？
}

当 strlen(s) 小于10时，无符号数减10会变成一个巨大的正数，条件永远为真。我曾经在代码审查时看到过这种写法，当时就提醒了那位同事。正确的写法是：

if (strlen(s) > 10) {
    // 这样写才安全
}

14.7 总结一下

sizeof 和 strlen，一个编译时，一个运行时；一个算内存布局，一个算字符个数。搞混了，轻则逻辑错误，重则缓冲区溢出。你想想看，如果拿 sizeof 的结果去分配内存，或者拿 strlen 的结果去拷贝整个数组，后果都不堪设想。

记住一句话：sizeof 问的是「你有多大空间」，strlen 问的是「你有多长内容」。两者各司其职，别让它们干对方的活。

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