计算结构体成员偏移量
来源:互联网 发布:js 多个异步请求 编辑:程序博客网 时间:2024/05/02 02:05
问题
写一个宏计算出结构体成员的偏移量。
假设有如下一个结构体,要计算成员c
的在结构体中的偏移量。
typedef struct Type_t{ char a; // 0 int b; // 4~7 double c; // 8~16};
注意,上述的结构体必须考虑字节对齐的问题。
关于字节对齐的问题,可以参照5分钟搞定内存字节对齐,里面总结得非常到位。
方法一
我们可以声明一个Type_t
结构的变量type
,然后将成员c
的地址减去成员a
的地址就是c
的偏移量了。
Type_t type;offset = (unsigned long)(&(type.c)) - (unsigned long)(&(type.a)); // 其中,(&(type.a)) 与 (&(type))是等价的
将上面整理为宏就是:
#define OFFSET(TYPE, MEMBER, OFF) \ TYPE temp; \ OFF = (unsigned long)(&(temp.MEMBER)) - (unsigned long)(&(temp));
这个宏创建了一个类型为TYPE
的临时变量temp
,然后求出MEMBER
成员的偏移量放在OFF
里。
完整代码如下:
#include <stdio.h>#include <string.h>#define OFFSET(TYPE, MEMBER, OFF) \ TYPE temp; \ OFF = (unsigned long)(&(temp.MEMBER)) - (unsigned long)(&(temp));typedef struct Type_t{ char a; int b; double c;};int main(void){ int offset = 0; Type_t type; offset = (unsigned long)(&(type.c)) - (unsigned long)(&(type)); OFFSET(Type_t, c, offset); printf("offset = %d\n", offset); getchar();}
方法二
如果能够让(unsigned long)(&(type))
的值为0,即&(type) == 0
的时候,那么offset
的值就是简单的:
offset = (unsigned long)(&(type.c));
如果说&(type) == 0
,那么type.c
就可以等价于((Type_t *)0)->c
。但是这个语句是不能单独存在的,因为对NULL指针访问成员c
是非法的。可以通过在该语句之前加上&符号,即获取成员c的地址就没问题了。因此,对应的宏如下:
#define OFFSET(TYPE, MEMBER) ((unsigned long)(&(((TYPE *)0)->MEMBER)))
总结
ANSI C标准允许任何值为0的常量被强制转换成任何一种类型的指针,并且转换结果是一个NULL指针,因此
((Type_t*)0)
的结果就是一个类型为Type_t*
的NULL指针。如果利用这个NULL指针来访问Type_t
的成员当然是非法的,但&(((Type_t*)0)->c)
的意图并非想存取c
字段内容,而仅仅是计算当结构体实例的首址为((Type_t*)0)
时c
字段的地址。聪明的编译器根本就不生成访问m的代码,而仅仅是根据Type_t
的内存布局和结构体实例首址在编译期计算这个(常量)地址,这样就完全避免了通过NULL指针访问内存的问题。
上述内容参照结构体成员偏移量的计算进行修改
- 计算结构体成员地址偏移量...
- 结构体成员偏移量的计算
- 计算结构体成员偏移量
- 计算结构体成员偏移量
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