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C语言面试的时候可能会考，这样的宏定义：
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE*)0)->MEMBER)函数作用：计算结构体成员的偏移，有些自有代码里也会手写这样的代码，实际上这个函数是标准实现的。实际上如果我们浏览 ANSI C 编译器的标头文件，将在 stddef.h 中遇到这样奇怪的宏。这个红具有可怕的声明。此外，如果您查阅编译器手册，您会发现一个无益的解释，上面写着如下：
offsetof() 宏返回结构或联合复合中元素名称的偏移量。这提供了一种可移植的方法来确定偏移量。
函数的声明是这样的
size_t offsetof(type, member);函数描述：
offset宏 从结构类型的开头返回字段成员的偏移量。
此宏很有用，因为组成结构的字段的大小可能因实现而异，并且编译器可能在字段之间插入不同数量的填充字节。因此，元素的偏移量不一定由前一个元素的大小之和给出。
如果成员不与字节边界对齐（例如，它是位字段），则会产生编译器错误。
返回值：
返回给定类型中给定成员的偏移量（以字节为单位）
标准：C89, C99, POSIX.1-2001
源代码：
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
struct Demo{
int a;
char b;
double c;
char d[];
};
/* Output is compiler dependent */
printf("sizeof(struct Demo)=%ld\n", (long) sizeof(struct Demo));
printf("offsets: a=%ld; b=%ld; c=%ld d=%ld\n",
(long)offsetof(struct Demo, a),
(long)offsetof(struct Demo, b),
(long)offsetof(struct Demo, c),
(long)offsetof(struct Demo, d));
exit(EXIT_SUCCESS);
}输出结果：
sizeof(struct Demo)=16
offsets: a=0; b=4; c=8 d=16我们先来搞明白这个工作原理再看他到底有啥妙用。
offset的工作原理：
offset宏的偏移量是 ANSI 要求的宏，应在 stddef.h 中找到。简而言之，offset 宏返回结构或联合的特定元素之前的偏移字节数。
宏的声明因供应商而异，并且取决于处理器体系结构。
浏览各种编译器，找到了一些清单示例声明。
// Keil 8051 compiler
#define offsetof(s,m) (size_t)&(((s *)0)->m)// Microsoft x86 compiler (version 7)
#define offsetof(s,m) (size_t)(unsigned long)&(((s *)0)->m)// Diab Coldfire compiler
#define offsetof(s,memb) \
((size_t)((char *)&((s *)0)->memb-(char *)0))//Microsoft x86 compiler (version 2019)
#if defined _MSC_VER && !defined _CRT_USE_BUILTIN_OFFSETOF
#ifdef __cplusplus
#define offsetof(s,m) ((::size_t)&reinterpret_cast<char const volatile&>((((s*)0)->m)))
#else
#define offsetof(s,m) ((size_t)&(((s*)0)->m))
#endif
#else
#define offsetof(s,m) __builtin_offsetof(s,m)
#endif无论实现如何,offset 宏采用两个参数。第一个参数是结构名称;第二个，结构元素的名称。
为了更好地理解offset宏的魔力，进一步来看定义的细节，宏中的各种运算符按顺序计算，以便执行以下步骤：
- ((s *)0): 取整数零并将其转换为指向 s 的指针。
- ((s *)0)->m: 引用指向结构成员 m 的指针。
- &(((s *)0)->m):计算 m 的地址。
- (size_t)&(((s *)0)->m): 将结果转换为适当的数据类型。
根据定义，结构本身驻留在地址 0。因此，指向的字段（上述步骤 3）的地址必须是结构开头的偏移量（以字节为单位）
结构体内嵌结构体的情况：
// Sytax.cpp : 此文件包含 "main" 函数。程序执行将在此处开始并结束。
//
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
struct Demo{
int a;
char b;
double c;
char d[];
};
typedef struct
{
long l;
short s;
} SBAR;
typedef struct
{
int i;
float f;
SBAR b;
} SFOO;
/* Output is compiler dependent */
printf("Offset of 'l' is %u \n", offsetof(SFOO, b.l));
printf("sizeof(struct Demo)=%ld\n", (long) sizeof(struct Demo));
printf("offsets: a=%ld; b=%ld; c=%ld d=%ld\n",
(long)offsetof(struct Demo, a),
(long)offsetof(struct Demo, b),
(long)offsetof(struct Demo, c),
(long)offsetof(struct Demo, d));
exit(EXIT_SUCCESS);
}
知识点：结构填充字节
大多数 16 位和更大的处理器要求在多字节（例如，16 位或 32 位）边界上对齐内存中的数据结构。有时，要求是绝对的，有时只是建议以获得最佳总线吞吐量。在后一种情况下，之所以提供灵活性，是因为设计人员认识到，您可能希望将内存访问时间与其他相互竞争的问题（如内存大小和传输能力（可能通过通信链路或直接内存访问）进行权衡。内存内容直接到具有不同对齐要求的另一个处理器。
还有一个相关的宏：
7 // 根据"结构体(type)变量"中的"域成员变量(member)的指针(ptr)"来获取指向整个结构体变量的指针
8 #define container_of(ptr, type, member) ({ \
9 const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr); \
10 (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})扩展：
一般编译器是按照8字节对齐的。如果改变对齐字节，可以看到偏移有变化
#pragma pack(push) // 将当前pack设置压栈保存
#pragma pack(2)// 必须在结构体定义之前使用
struct Demo{
int a;//4,offset 0
char b;//1,offset 4
double c;//8,offset 6
char d[];//1,offset 14
};
#pragma pack(pop) // 恢复先前的pack设置输出结果：
sizeof(struct Demo)=14
offsets: a=0; b=4; c=6 d=14
发布者：全栈程序员-用户IM，转载请注明出处：https://javaforall.cn/172099.html原文链接：https://javaforall.cn
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