静态获取成员变量的偏移量

Question

我正在寻找一种方法来获取成员变量的偏移量，以静态地将此偏移量传递给成员变量。 基本上我想实现这个：

template <std::intptr_t OFFSET>
struct A
{
    std::intptr_t self()
    {
        return reinterpret_cast<std::intptr_t>(this) - OFFSET;
    }
};
struct B
{
    int some_variables[256];
    A<???> a;
};
int main()
{
    B b;
    assert(reinterpret_cast<std::intptr_t>(&b) == b.a.self()); // shall pass
    return 0;
}

有没有办法做到这一点？

Answer 1

首先，根据要求，你的目标是不是类型实现的a影响的offst a内部B ：

struct B
{
    int some_variables[256];
    A</* offset of a inside B */> a;
};

这是一致的 。

---

您可以使用标准宏offsetof 。 这意味着两件事：

1. 由于offsetof(type, member)仅为标准布局 type定义良好，因此封闭类型必须是标准布局，
2. 由于offsetof只能在完整类型上“调用”，因此其静态计算结果只能动态设置为子对象; 它可以是模板非类型参数，但可以是构造函数参数。

完整的计划

#include <cassert>
#include <cstdint>
#include <cstddef>

struct Location
{
    Location(std::size_t offset) : offset_(offset) {}
    std::size_t offset_;
    operator std::intptr_t () const { return reinterpret_cast<std::intptr_t>(this) - offset_; }
};

struct SomeType
{
    int some_variables[256];
    Location location = offsetof(SomeType, location);
};

int main()
{
    SomeType obj;
    assert(reinterpret_cast<std::intptr_t>(&obj) == obj.location); // does pass
}

现场演示

但正如你评论的那样，这很简单，因为Location可以简单地定义为

template<class T>
struct Location
{
    Location(T* location) : location_(location) {}
    T* location_;
    operator T* () const { return location; }
};

并用Location location = this;初始化Location location = this; 。

Answer 2

我有了一个想法，并最终找到了一种静态获取成员地址的方法：

template <class T, class R, R T::* MEMBER>
struct B
{
    std::intptr_t self()
    {
        // got this reinterpret_cast from https://stackoverflow.com/a/5617632/4043866
        std::intptr_t offset = reinterpret_cast<std::intptr_t>(&(reinterpret_cast<T const volatile*>(NULL)->*MEMBER));
        std::intptr_t _this = reinterpret_cast<std::intptr_t>(this);
        return _this - offset - sizeof(R);
    }
};
template <class T, class... BASES>
constexpr std::size_t acc_sizes()
{
    return sizeof(T) + acc_sizes<BASES...>();
}
template <class... BASES>
struct B_START
{
    std::intptr_t self()
    {
        return reinterpret_cast<std::intptr_t>(this) - acc_sizes<BASES...>();
    }
};
struct Z
{
    int a;
};
#pragma pack(1)
struct A
    : Z
{
    B_START<Z> a;
    B<A, B_START<Z>, &A::a> b;
    B<A, B<A, B_START<Z>, &A::a>, &A::b> c;
};

现在我可以写：

A a;
a.b.self();

解决正确的功能，不会丢失任何内存空间。