结构体成员偏移量的计算

一、先来一段理论知识

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((s*)0)的结果就是一个类型为s*的NULL指针。如果利用这个NULL指针来访问s的成员当然是非法的，但&(((s*)0)->m)的意图并非想存取s字段内容，而仅仅是计算当结构体实例的首址为((s*)0)时m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s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。

二、在实践中检验理论

下面是我在window环境下VS2008编译器下的记录，

#include <stdlib.h>
#include <iostream>
using namespace std;

typedef struct ISO_MSG
{
char	msg_type[5];
char	proc_code[7];
}ISO_MSG;

#define fld_sizeof(s, m) sizeof(((s *)0)->m)
//#define offsetof(s,m) (( (size_t) &( ( (s*)0 )->m )) - (size_t)((s*)0))
#define offsetof1(s,m) ( (size_t) &( ( (s*)0 )->m ))

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
ISO_MSG sIsoMsg;
memset((void*)&sIsoMsg,0,sizeof(ISO_MSG));

strcpy(sIsoMsg.msg_type,"0200");
strcpy(sIsoMsg.proc_code,"000000");

cout << fld_sizeof(ISO_MSG,msg_type) << offsetof1(ISO_MSG,msg_type) << endl;
cout << fld_sizeof(ISO_MSG,proc_code) << offsetof1(ISO_MSG,proc_code) << endl;

system("pause");
return 0;
}

在上例中，存在两个宏定义，fld_sizeof和offsetof；这两个宏定义一个是计算结构成员变量字节大小，一个是计算偏移量，其中offsetof和offsetof1是等价的，

三、系统的offsetof定义

该宏在Linux内核代码(版本2.6.22)中定义如下：

/* Offset of member MEMBER in a struct of type TYPE. */

#define offsetof(TYPE, MEMBER) __builtin_offsetof (TYPE, MEMBER)

在windows下，

#ifdef  _WIN64
#define offsetof(s,m)   (size_t)( (ptrdiff_t)&reinterpret_cast<const volatile char&>((((s *)0)->m)) )
#else
#define offsetof(s,m)   (size_t)&reinterpret_cast<const volatile char&>((((s *)0)->m))
#endif

#else

#ifdef  _WIN64
#define offsetof(s,m)   (size_t)( (ptrdiff_t)&(((s *)0)->m) )
#else
#define offsetof(s,m)   (size_t)&(((s *)0)->m)
#endif

四、参考内容
http://www.jxva.com/blog/201202/335.html，这里有非常详细的说明，大家可以来这里查看。