C 语言 sizeof 与 strlen：编译期大小与运行时长度

sizeof 和 strlen 都在与"长度"打交道，初学 C 时很容易混用：拿 sizeof 去算字符串长度、或拿 strlen 去算缓冲区大小，都埋过不少雷。两者的差别不在"量什么"，而在"什么时候量"——sizeof 是编译期由类型确定的运算符，strlen 是运行期逐字符扫描的库函数。本文从这个时机差异出发，讲清两者的行为边界与三个常见陷阱，适合刚开始写 C、或想复核基础概念的读者。

一个是运算符，一个是库函数

sizeof 是 C 语言的关键字级运算符，以字节为单位给出操作数的大小，不需要包含任何头文件（返回类型 size_t 的定义在 <stddef.h>，不过 <stdio.h>、<string.h> 等常用头文件里也有）。它在编译期就由类型确定结果，生成的机器码里往往只剩一个常量。

strlen() 是 <string.h> 提供的库函数，从给定地址开始逐字符扫描，直到遇到结尾的 '\0' 才停，返回的字符数不含这个终止符。扫描发生在运行期，代价与字符串实际长度成正比，也依赖字符串正确终止——没有 '\0' 它会一路读越界。

一句话区分：sizeof 量的是"这块内存有多大"，strlen 量的是"这段内容有多长"。

同一个 "hello"，两组不同的答案

用数组定义和用指针定义同一个字符串字面量，sizeof 给出的结果完全不同：

char a[] = "hello";   // 数组：6 个字节（5 个字符 + '\0'）
char *p   = "hello";  // 指针：变量里存的是字符串首地址

printf("%zu %zu\n", sizeof(a), strlen(a));  // 6 5
printf("%zu %zu\n", sizeof(p), strlen(p));  // 8 5（64 位系统上指针 8 字节）

四个结果的由来：

sizeof(a) 是整个数组的字节数，包含 '\0'；
strlen(a) 数到 '\0' 为止，不包含它；
sizeof(p) 只是指针变量本身的大小，与它指向的字符串无关；
strlen(p) 沿地址扫描到 '\0'，结果与 strlen(a) 一致。

这组对照也解释了为什么"用 sizeof 算字符串长度"总是差一（多算了 '\0'），而"用 strlen 算缓冲区大小"则是类型层面的误解——它根本不反映内存块的大小。

数组传进函数就退化为指针

数组一旦出现在函数形参列表里，实际类型就是指针：int f(int a[2]) 与 int f(int* a) 声明的是同一个函数。因此函数内部对形参做 sizeof，得到的是指针大小，而不是调用方数组的大小：

void f(int a[10]) {
    printf("%zu\n", sizeof(a));  // 8（64 位下的指针大小），不是 40
}

数组长度信息在传参边界上丢失了，需要长度就得作为独立参数传入。值得一提的是，sizeof 作用于数组本身正是数组"不退化"为指针的少数场景之一（另一个常见的例外是取地址 &），所以这个坑只出现在函数调用边界上，同一作用域内 sizeof(a) 仍然是完整数组的大小。

sizeof 不求值它的操作数

sizeof 的操作数是表达式时，表达式本身并不求值——sizeof(i++) 不会让 i 自增，编译器只根据表达式类型得出大小，结果还可以用在整型常量表达式里。这既有用（可以写 sizeof(x)/sizeof(x[0]) 这类数组长度惯用法，无副作用），也容易让人误判：调试时指望 sizeof "顺带"改个值是不可能的。

例外是 C99 的变长数组（VLA）：数组长度要到运行期才知道，此时 sizeof 的操作数会被求值，结果也不再是编译期常量。

打印结果用 %zu

sizeof 和 strlen 的返回类型都是无符号的 size_t。C99 引入了 z 长度修饰符来配合它：无符号对应 %zu，有符号版本（如 ptrdiff_t 一类）对应 %zd。打印两者的返回值用 %zu 最准确；用 %d 接 size_t 属于类型不匹配，行为未定义，64 位平台上常见的乱码输出就来自这类错配。格式串各成分的完整说明可以参考 printf 转换说明与修饰符速查。

圆括号什么时候必须

sizeof 的圆括号规则取决于操作数是类型还是表达式：

操作数是类型时，圆括号必不可少：sizeof(int)；
操作数是具体的量时，圆括号可有可无：sizeof name、sizeof 6.28 都合法。

尽管如此，建议所有情况都带上圆括号——与 sizeof name 相比，sizeof(name) 没有任何代价，还能避免在类型与表达式混用的场景里出错。

小结

sizeof 是运算符，编译期由类型得出字节数；strlen 是库函数，运行期扫描到 '\0' 得出字符数；
数组与指针：sizeof 对数组是整块大小（含 '\0'），对指针是指针自身大小；strlen 两者一致；
数组作函数参数退化为指针，函数内的 sizeof 拿不到原数组大小，长度要单独传；
sizeof 不求值操作数（VLA 除外）；
打印 size_t 用 %zu；类型与转换说明不匹配是未定义行为。

C 语言 sizeof 与 strlen：编译期大小与运行时长度 ​

一个是运算符，一个是库函数 ​

同一个 "hello"，两组不同的答案 ​

数组传进函数就退化为指针 ​

sizeof 不求值它的操作数 ​

打印结果用 %zu ​

圆括号什么时候必须 ​

小结 ​