sizeof 与 strlen：容量、终止符和逻辑长度

三个长度不要混为一谈

对 char text[20] = "cat"，数组容量是二十个 char，当前 C 字符串长度是三个字符，存储这段字符串至少需要四个 char，因为末尾还有零字符。sizeof(text) 返回 20；std::strlen(text) 返回 3，不包含终止符。

sizeof 根据表达式类型得出大小，不扫描内容。strlen 的语义则要求找到首个零字符；通常需要与前缀长度成正比的扫描，虽然编译器可能把已知字面量的调用折叠成常量。优化不会使 strlen 变成能查询任意缓冲区容量的工具。

嵌入零字符与指针

字面量 "ab\0cd" 含有五个显式字符，再加一个自动附加的终止符，总共六个 char。strlen 在中间的零字符处停止，只返回 2；数组里后面的 c 和 d 仍然存在，并没有被删掉。

把数组赋给 const char* 后，sizeof 测量的是指针，不再是六个元素。strlen 仍会从指针指向的位置扫描，因此这两个表达式既不等价，也不能互换。UTF-8 文本还需区分编码字节数与用户看到的字符数，strlen 不理解 Unicode 字符边界。

让接口表达真实数据模型

当数据保证以零字符结尾时，C 字符串接口可以使用 strlen。对于网络帧、压缩数据和包含零字节的文本片段，应传入显式长度。示例用 std::string(raw, sizeof(raw) - 1) 保留中间零字符，仅排除字面量自动添加的最后一个零。

string 的 size 表示保存的 char 元素数，不需要扫描终止符。C++17 的 string_view 也能保存长度，但不拥有数据且不承诺视图末尾有零字符。把 view.data() 直接交给要求 C 字符串的接口，可能越过视图边界读取。

最低标准 C++11 · 完整程序 · 下载 .cpp

#include <cassert>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    const char raw[] = "ab\0cd";
    const std::string text(raw, sizeof(raw) - 1);
    assert(sizeof(raw) == 6);
    assert(std::strlen(raw) == 2);
    assert(text.size() == 5);
    assert(text[3] == 'c');
    std::cout << sizeof(raw) << ' ' << std::strlen(raw)
              << ' ' << text.size() << '\n';
}

在本地编译

g++ -std=c++11 -Wall -Wextra -Wpedantic -pthread basics-sizeof-strlen.cpp -o example && ./example

预期结果

6 2 5

CHECK YOUR UNDERSTANDING

合上答案，试着解释。

char buffer[8] = {'o', 'k', '\0', 'x'}; 的 sizeof、strlen 分别是多少？如何构造含前四个元素的 string？

继续查证

• cppreference：std::strlen
• cppreference：sizeof operator

标准草案链接会随工作草案更新；本文版本标记对应示例最低要求，不表示草案中的所有新规则都适用于旧标准。