O que os métodos querySelectorAll e getElementsBy * retornam?

FazgetElementsByClassName (e funções similares comogetElementsByTagName equerySelectorAll) funcionam da mesmagetElementById ou eles retornam uma matriz de elementos?

A razão que eu pergunto é porque eu estou tentando mudar o estilo de todos os elementos usandogetElementsByClassName. Ver abaixo.

//doesn't work
document.getElementsByClassName('myElement').style.size = '100px';

//works
document.getElementById('myIdElement').style.size = '100px';

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