通過強制轉換為nullptr獲得成員變量的偏移量

Question

我正在查看<cstddef>的宏offsetof ，發現可能的實現是通過

#define my_offsetof(type, member) ((void*) &(((type*)nullptr)->member))

我嘗試過，確實可以按預期工作

#include <iostream>

#define my_offsetof(type, member) ((void*) &(((type*)nullptr)->member))

struct S
{
    char x;
    short y;
    int z;
};

int main()
{
    std::cout << my_offsetof(S, x) << '\n';
    std::cout << my_offsetof(S, y) << '\n';
    std::cout << my_offsetof(S, z) << '\n';

    S s;
    std::cout << (void*) &((&s)->x) << '\n'; // no more relative offsets
    std::cout << (void*) &((&s)->y) << '\n'; // no more relative offsets
    std::cout << (void*) &((&s)->z) << '\n'; // no more relative offsets
}

住在科利魯

我所做的唯一修改是，我使用最終強制轉換為void*而不是size_t ，因為我想將地址顯示為指針。

我的問題：

1. 該代碼是否完全合法，即通過nullptr “訪問”成員然后獲取其地址是否合法？ 如果是這樣，那么似乎&(((type*)nullptr)->member)計算成員相對於0的地址，確實是這種情況嗎？ （看起來是這樣，在最后3行中，我獲得了相對於s地址的偏移量）。
2. 如果我從宏定義中刪除對(void*)的最終轉換，則會出現段錯誤。 為什么？ &(((type*)nullptr)->member)應該是type*類型的指針，還是在這里以某種方式刪除了類型？

Answer 1

1. 該代碼完全合法嗎？

不， 這是未定義的行為 。 編譯器可以選擇以這種方式實現offsetof ，但這是因為它是實現：它可以選擇如何實現自己的功能。 另一方面，您不會得到這種“奢華”。

您無法實現offsetof宏。 並非以任何符合標准的方式。

2. 如果我從宏定義中刪除對（void *）的最終轉換，則會出現段錯誤。 為什么？ ＆（（（（（type *）nullptr）-> member）不應該是type *類型的指針，還是在這里以某種方式刪除了類型？

嘗試打印my_offsetof(S, x)可能是一個段my_offsetof(S, x)因為x是char並且該表達式導致char* ），因為std::ostream的operator<<將嘗試將char*打印為C樣式字符串 。