__builtin_offsetof运算符的用途和返回类型是什么？

StackOverflow https://stackoverflow.com/questions/400116

  •  03-07-2019
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题

C ++中__builtin_offsetof运算符（或Symbian中的_FOFF运算符）的用途是什么？

此外还有什么回报？指针？字节数？

有帮助吗？

解决方案

它是GCC编译器提供的内置函数，用于实现C和C ++标准指定的 offsetof 宏：

GCC - offsetof

它返回POD结构/联合的成员所在的偏移量（以字节为单位）。

样品：

struct abc1 { int a, b, c; };
union abc2 { int a, b, c; };
struct abc3 { abc3() { } int a, b, c; }; // non-POD
union abc4 { abc4() { } int a, b, c; };  // non-POD

assert(offsetof(abc1, a) == 0); // always, because there's no padding before a.
assert(offsetof(abc1, b) == 4); // here, on my system
assert(offsetof(abc2, a) == offsetof(abc2, b)); // (members overlap)
assert(offsetof(abc3, c) == 8); // undefined behavior. GCC outputs warnings
assert(offsetof(abc4, a) == 0); // undefined behavior. GCC outputs warnings

@Jonathan提供了一个很好的例子，说明你可以在哪里使用它。我记得曾经看到它曾用于实现侵入式列表（其数据项包括next和prev指针本身的列表），但遗憾的是我无法记住它在实现它时有何帮助。

其他提示

正如@litb指出并且@JesperE所示，offsetof（）提供了一个以字节为单位的整数偏移量（作为 size_t 值）。

你何时可以使用它？

可能相关的一种情况是表驱动操作，用于从文件中读取大量不同的配置参数，并将值填充到同样庞大的数据结构中。将大量减少到极少数（并忽略了各种必要的现实实践，例如在头文件中定义结构类型），我的意思是一些参数可能是整数和其他字符串，代码可能看起来像：

#include <stddef.h>

typedef stuct config_info config_info;
struct config_info
{
   int parameter1;
   int parameter2;
   int parameter3;
   char *string1;
   char *string2;
   char *string3;
   int parameter4;
} main_configuration;

typedef struct config_desc config_desc;
static const struct config_desc
{
   char *name;
   enum paramtype { PT_INT, PT_STR } type;
   size_t offset;
   int   min_val;
   int   max_val;
   int   max_len;
} desc_configuration[] =
{
    { "GIZMOTRON_RATING", PT_INT, offsetof(config_info, parameter1), 0, 100, 0 },
    { "NECROSIS_FACTOR",  PT_INT, offsetof(config_info, parameter2), -20, +20, 0 },
    { "GILLYWEED_LEAVES", PT_INT, offsetof(config_info, parameter3), 1, 3, 0 },
    { "INFLATION_FACTOR", PT_INT, offsetof(config_info, parameter4), 1000, 10000, 0 },
    { "EXTRA_CONFIG",     PT_STR, offsetof(config_info, string1), 0, 0, 64 },
    { "USER_NAME",        PT_STR, offsetof(config_info, string2), 0, 0, 16 },
    { "GIZMOTRON_LABEL",  PT_STR, offsetof(config_info, string3), 0, 0, 32 },
};

您现在可以编写一个通用函数，从配置文件中读取行，丢弃注释和空行。然后它隔离参数名称，并在 desc_configuration 表中查找（您可以对其进行排序，以便您可以进行二进制搜索 - 多个SO问题可以解决这个问题）。当它找到正确的 config_desc 记录时，它可以将它找到的值和 config_desc 条目传递给两个例程之一 - 一个用于处理字符串，另一个用于处理整数。

这些功能的关键部分是：

static int validate_set_int_config(const config_desc *desc, char *value)
{
    int *data = (int *)((char *)&main_configuration + desc->offset);
    ...
    *data = atoi(value);
    ...
}

static int validate_set_str_config(const config_desc *desc, char *value)
{
    char **data = (char **)((char *)&main_configuration + desc->offset);
    ...
    *data = strdup(value);
    ...
}

这避免了必须为结构的每个单独成员编写单独的函数。

内置__offsetof运算符的目的是编译器供应商可以继续#define一个offsetof（）宏，但它可以使用定义一元运算符＆amp;的类。 offsetof（）的典型C宏定义仅在（＆amp; lvalue）返回该rvalue的地址时才起作用。即

#define offsetof(type, member) (int)(&((type *)0)->member) // C definition, not C++
struct CFoo {
    struct Evil {
        int operator&() { return 42; }
    };
    Evil foo;
};
ptrdiff_t t = offsetof(CFoo, foo); // Would call Evil::operator& and return 42

正如@litb所说：结构/类成员的偏移量（以字节为单位）。在C ++中，有些情况是未定义的，以防编译器会抱怨。 IIRC，实现它的一种方法（至少在C中）是

#define offsetof(type, member) (int)(&((type *)0)->member)

但我确信这有问题，但我会留给感兴趣的读者指出......

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