如何计算结构的偏移量？在这里解释 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

如果有人详细解释 printf 语句在这个 c 程序中的作用，我将不胜感激？据我说int 是铸造的。然后char 指针被转换为na。但我无法理解整个声明整体在做什么？选角在这里做什么？ b 不是指针，但它似乎被用作指针。我在 c 编程书籍之一中发现了这个问题。似乎是计算结构偏移量，但我仍然不知道如何计算。请帮我详细了解程序。

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a 中b 的偏移量。由于这里使用 NULL 而不是a 的地址，所以结果只是b 在A 类型的结构中的偏移量。

根据维基百科，

这通过将空指针转换为指向结构 st 的指针来工作， 然后获取成员m在所述结构中的地址。 尽管此实现在许多编译器中都能正常工作，但它具有 根据 C 标准的未定义行为，2 因为它涉及 空指针的取消引用（尽管有人可能会争辩说没有 取消引用发生，因为计算了整个表达式 在编译时）

那么让我们一步一步看一下printf中的表达式。

表达式(unsigned int) & ( (struct name *)0 )->b)) 如上所述计算b 在struct name 中的偏移量，并将结果转换为整数。在大多数平台上，结果应该等于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*na 的地址作为原始数字地址，而不是使用pointer arithmetic，这样比如na==0x1234，那么((char*)na + 4)的结果就等于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，并且是char * 类型。知道了这一点，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。