这是有效的 ANSI C++代码？尝试在编译时生成结构成员的偏移量

Question

可能的重复：
来自的 'offsetof' 宏是否存在;调用未定义的行为？
取消引用空指针

    #define _OFFS_OF_MEMBER(p_type, p_member) (size_t)&(((p_type *)NULL)->p_member)

    struct a 
    {
             int a, b;
    };

    size_t l = _OFFS_OF_MEMBER(struct a, b);

我与一些其他用户进行了一些聊天/对话，其中之一说这是取消引用并访问地址NULL附近的地址空间。我说过：获取成员的地址不会访问、触摸或读取该成员的值。根据标准，它是完全安全的。

    struct a* p = NULL;
    size_t offset = &p->b; // this may NOT touch b, it is not dereferencing
    // p->b = 0; // now, we are dereferincing: acccess violation time!

这是否始终是计算偏移量的安全方法，或者编译器是否可以根据标准自由取消引用并弄乱地址 NULL 附近的内存？

我知道有一种安全的方法来计算标准提供的偏移量，但我很好奇你对此有何看法。所有人都赞成我的解释：对这个问题投赞成票:-)

Answer 1

您不会在这里取消引用任何无效的内容。该宏所做的只是告诉编译器，内存中地址 NULL 处存在 p_type 类型的结构。然后它获取p_member的地址，它是这个虚构结构的成员。因此，在任何地方都不会取消引用。

事实上，这正是 offsetof 宏的内容，在 stddef.h 中定义。

编辑：
正如一些评论所说，这可能不适用于 C++ 和继承，我只在 C 中将 offsetof 与 POD 结构一起使用。

Answer 2

绝对不是。甚至通过向 NULL 添加偏移量来创建指针也会调用未定义行为。更有动力的人可以从规范中挖掘章节和诗句。

顺便说一句，无论您想要计算这些偏移量的原因是什么，它都可能是一个糟糕的原因。

Answer 3

这是无效的 C++。

来自 ISO/IEC 14882:2003, 5.2.5：

3/ 如果 E1 的类型为“指向类 X 的指针”，则表达式 E1->E2
转换为等效形式 (*(E1)).E2 (...)

但是， 有一个关于此的缺陷报告，并且它是有效的 C99（也可能是有效的 C++0x）：

来自 ISO/IEC 9899:1999， 6.5.3：

2/ 如果一元 & 的操作数 [运算符] 是一元 * 的结果
运算符，既不是该运算符，也不是 &运算符被评估并且
结果就像两者都被省略了，除了对
运算符仍然适用，并且结果不是左值。

Answer 4

所以 &p->b 是 &(p->b) 是（根据定义）&((*p).b)，这似乎确实涉及在获取成员之前取消对 p 的引用。即使它违反了标准，它也可以在大多数编译器上运行。正如评论中所指出的，这项工作可能在涉及多重继承的情况下工作正常。

您想通过偏移量来解决什么问题？您可以使用引用、指针或成员指针来代替吗？

Answer 5

#define _OFFS_OF_MEMBER(p_type, p_member) (size_t)&(((p_type *)NULL)->p_member)

struct a 
{
         int a, b;
};

size_t l = _OFFS_OF_MEMBER(struct a, b);

与（预处理后）相同，

struct a { int a, b; };
size_t l = (size_t)&(((struct a *)NULL)->b);

我看到您正在将 NULL 转换为指向结构体 a 的指针，然后获取其成员 b 的地址。

据我所知，由于您获取的是 b 的地址，而不是实际访问或修改（取消引用）b 的值，因此编译器不会抱怨，并且您不会收到运行时错误。由于 NULL（或 0）是 a 的起始地址，因此这将为您提供偏移量。这实际上是一个非常巧妙的方法。