C语言offsetof(TYPE, MEMBER)全解

offsetof(TYPE, MEMBER) 是一个宏定义，用于计算一个结构体中某个成员的偏移量。

其第一个参数 TYPE 是一个结构体类型，第二个参数 MEMBER 是 TYPE 中的一个成员变量名。

它将返回类型为 size_t 的整数，表示 MEMBER 相对于 TYPE 起始地址的偏移量。

基本原理是根据 C 语言的数据对齐机制，成员变量在类型定义中的相对位置决定了它的偏移量。

以下是其实现代码：

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

该宏定义使用了C语言中的指针运算和类型转换。具体实现步骤如下：

(TYPE *)0：将0转换为指向类型为TYPE的指针，得到结构体TYPE的空指针。
&((TYPE *)0)->MEMBER：求出结构体类型TYPE中成员MEMBER的地址。由于空指针不指向任何对象，因此这个成员的地址就是相对于结构体首地址的偏移量。
(size_t)：将偏移量转换为无符号整型数，以满足C语言标准库中对offsetof()返回值的类型要求。

该宏定义可以在编译时就直接计算出偏移量，避免了运行时的计算开销，因此比通过变量名访问成员的方式更为高效。

该宏定义通常用在需要直接访问结构体成员的底层代码中，例如在操作系统内核、嵌入式系统以及一些高性能计算应用中。

例子：

struct TestStruct {  int value1;  char value2;  double value3;
};  size_t offset = offsetof(struct TestStruct, value2);

如上例，offset 变量将会存储 value2 相对于 TestStruct 起始地址的偏移量。在这种情况下，因为 TestStruct 中的 value1 占用了 4 个字节，value2 占用了 1 个字节，所以 value2 相对于结构体起始地址的偏移量应该是 4。

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