c - 如何计算结构的偏移量？在这里解释一下 printf 语句？

Question

#include<stdio.h>
main()
{
        unsigned char c;
        typedef struct name {
                long  a;
                int b;
                long c;
        }r;
        r re = {3,4,5};
        r *na = &re;
        printf("%d", *(int*) ((char*)na + (unsigned int) & ( (struct name *)0 )->b));
}

输出:

4

如果有人能详细解释一下 printf 语句在这个 C 程序中的作用，我将不胜感激？根据我的说法， int 是 casted 。然后 char 指针被转换为 na。但我不明白整个陈述总体上在做什么？在这里做什么类型转换？ b 不是指针，但它似乎用作指针。我在 c 编程书籍之一中发现了这个问题。它似乎是在计算结构偏移量，但我仍然不知道如何计算。请帮助我详细了解程序。

Answer 1

代码 &((struct name *)0)->b 确实被称为“offsetof”操作，实际上是一个 well-known C macro .

想法是如果a是A类型的结构那么&a.b等于a的地址加上b在a中的偏移量。由于这里使用 NULL 代替 a 的地址，因此结果只是 b 在 A 类型结构中的偏移量。

根据维基百科，

This works by casting a null pointer into a pointer to structure st, and then obtaining the address of member m within said structure. While this implementation works correctly in many compilers, it has undefined behavior according to the C standard,2 since it involves a dereference of a null pointer (although, one might argue that no dereferencing takes place, because the whole expression is calculated at compile time)

那么让我们一步一步地看一下printf中的表达式。

表达式 (unsigned int) & ( (struct name *)0 )->b)) 计算 struct name 中 b 的偏移量> 如上所述并将结果转换为整数。在大多数平台上，结果应等于 sizeof(long)。

代码中的(char*)na将na，即指向struct name的指针转换为char指针。这是必需的，因为 sizeof(char) 可以假定为 1 而 sizeof(*na) 大于 1。我们要做的是使用地址*na 作为原始数字地址而不是 pointer arithmetic ，因此如果例如 na==0x1234，则 ((char*)na + 4) 的结果等于 0x1234 + 4 = 0x1238.

总和产生一个内存地址。该地址等于对象na中成员变量b的地址，类型为char *。知道了，最后一步是将地址转换回int *(因为b的类型是int)然后取消引用结果(再一次，我们知道它指向 b)。最终结果是 b 的值，然后打印出来。