C语言中获得结构体成员的相对偏移量(Linux内核源码解读)

问题起源

这篇文章的起源是读到了一句代码

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

这是一个宏定义，这个宏定义来自Linux内核源码，它的作用是获取一个结构体中的变量相对于这个结构体的偏移量。这么讲有点抽象，我们可以举个例子，我们定义了一个结构体

struct Student {
    
    
	int age;
	int sex;
	char *name;
}

如果我问你name指针相对于结构体的偏移量是多少，你一定会说是8字节，因为距离开头有两个int值，每个int是四字节。上面那个结构体就解决了这个问题。

size_t pre = offsetof(struct Student, name);

问题解析

问题是上面那个宏是怎么做到的呢？(TYPE *)0 不就相当于一个空指针了嘛，为什么还可以指向成员呢？

我们来一一解析，这里的(TYPE *)0并不是指向空指针或者生成一个空指针，而是用一个 (TYPE *) 指针指向起始地址为0的内存，这样的话 (TYPE *)0)->MEMBER 不就是指向了偏移地址嘛。

我们可以再举个例子，其实这个宏也可以这么写

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((int) &((TYPE *)3360)->MEMBER - 3360)

我们用(TYPE *)3360指向内存地址3360，然后再减去3360，这样的话得到的结果是一致的。

实验验证

#include <stdio.h>

#define offsetof1(TYPE, MEMBER) ((int) &((TYPE *)0)->MEMBER)
#define offsetof2(TYPE, MEMBER) ((int) &((TYPE *)3360)->MEMBER - 3360)

struct A {
    
    
    int a;
    int b;
    int c;
};

int main() {
    
    
    int d = offsetof1(struct A,c);
    int e = offsetof2(struct A,c);
    printf("%d\n",d);
    printf("%d\n",e);
}

得到的结果是一致的，都是8

方法优势

其实我们自己手算也能算出来，那这么写的好处又是什么呢？

我个人认为就是可以不用把程序写死，我们手算的话，如果我们改了那个结构体，添加了一些成员，那么我们可能需要在很多需要直接操作内存的地方修改我们写死了的值。

个人拙见。