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一、offsetof宏的介绍
头文件 :
offsetof宏的通用形式:
参数说明:
用法举例:
二、offsetof宏的实现
三、offsetof宏的使用注意事项
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一、offsetof宏的介绍
offsetof宏的作用是获取结构体中某个成员相对于结构体起始地址的偏移量。通过计算成员在结构体中的位置,它提供了一种可移植的方法来确定偏移量。
头文件 :
<stddef.h>
offsetof
宏的通用形式:
#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)
参数说明:
-
TYPE
: 表示结构体或联合体的类型名。当你需要计算某个结构体类型中某个成员的偏移量时,应在此处指定该结构体类型。 -
MEMBER
: 表示结构体(或联合体)中需要计算偏移量的成员名称。这是你希望得知其在结构体内部位置的字段。
用法举例:
#include<stdio.h>
#include<stddef.h>
struct ST
{char a;int b;float c;
};
int main()
{printf("%zd\n", offsetof(struct ST, b));printf("%zd\n", offsetof(struct ST, c));return 0;
}
二、offsetof宏的实现
(这里用一些更简短的符号表示)
#define MY_offsetof(S,m) (size_t) &(((S*)0)->m)
S
:代表结构体的类型。m
:代表结构体中的成员。(S*)0
:这里将整数值0
强制转换为指向结构体S
类型的指针。这实际上创建了一个指向无效地址(NULL)的指针,但由于我们只是用它来计算偏移量,并不实际访问内存,因此这是安全的。->m
:使用->
运算符来访问结构体指针的成员m
。尽管指针是NULL,但这个操作在编译时仅用于计算偏移量,并不真正执行内存访问。&(((S*)0)->m)
:取成员m
的地址。由于我们有一个指向结构体类型的NULL指针,这个地址实际上就是成员m
在结构体中的偏移量。(size_t)
:将计算出的偏移量转换为size_t
类型,这是一个无符号整数类型,通常用于表示对象的大小或内存中的偏移量。
MY_offsetof
宏会返回结构体S
中成员m
的偏移量,这个偏移量是从结构体的起始地址到成员m
的地址之间的距离(以字节为单位)。
#include<stdio.h>
#define MY_offsetof(S,m) (size_t)&(((S*)0)->m)struct ST
{char a;int b;float c;
};
int main()
{printf("%zd\n", MY_offsetof(struct ST, b));printf("%zd\n", MY_offsetof(struct ST, c));return 0;
}
三、offsetof宏的使用注意事项
-
仅适用于结构体和联合体:它不能用于普通变量、数组或非聚合类型(即不包含其他成员的简单类型)。
-
编译时计算:
offsetof
宏是在编译时计算偏移量的,因此它不能用于运行时动态生成的结构体类型或成员名。 -
不涉及内存访问:虽然宏的表达式看起来像在访问内存,但实际上并没有发生真正的内存访问,因为所使用的指针指向的是未分配的地址。编译器仅依据类型信息计算偏移量,不会导致运行时错误。