如果数组大小发生变化以及定义的宏如何在此处计算偏移量，为啥 C 结构中的字符数组的偏移量会有所不同？ [复制]

Posted 2023-03-06

【中文标题】如果数组大小发生变化以及定义的宏如何在此处计算偏移量，为啥 C 结构中的字符数组的偏移量会有所不同？ [复制]

【英文标题】：Why Offset varies for character array in C structure if array size changes and how the defined macro is calculating offset here? [duplicate]如果数组大小发生变化以及定义的宏如何在此处计算偏移量，为什么 C 结构中的字符数组的偏移量会有所不同？ [复制]

【发布时间】：2021-05-21 18:03:32

【问题描述】：

我已经定义了一个宏来计算结构到任何结构字段的偏移量。 代码如下：

#define offset(struct_name, fld_name) \
(unsigned int)&(((struct_name *)0)->fld_name)

typedef struct emp_
   char name[20];
   unsigned int salary;
   char designation[30];
   unsigned int emp_id;
 emp_t;

int main(int argc, char **argv)
    unsigned int offsetValue;
    offsetValue=offset(emp_t,salary);
    printf("field = %s\n","salary");
    printf("offset = %d\n", offsetValue);
    return 0;

如果我编译并运行代码，“salary”字段的偏移量是 20，它应该是 20。 但是，如果我将结构字段char name[20]; 更改为char name[30];，“salary”的偏移量将更改为 32，但它应该是 30。如果我进一步将结构字段更改为 char name[1];，“salary”的偏移量将更改为 4，但它应该是 1. 为什么会出现这些偏移值差异？

问题的第二部分是#define offset 宏究竟是如何计算偏移量的？ &(((struct_name *)0)->fld_name) 实际上在做什么？外面的& 表示地址，但剩下的(((struct_name *)0)->fld_name) 到底是什么意思？

【问题讨论】：

它会改变以成为 4 字节对齐（一个 int 的大小）

这不是你的问题，但没有必要定义宏——C在stdlib.h中定义offsetof

确实如此，谢谢@NateEldredge

您问题的第二部分已回答there。另见Wikipedia

【参考方案1】：

对于在您的系统中大小为 4 字节的 unsigned int 类型的对象使用对齐方式。 30 不能被 4 整除，所以在字符数组中追加了两个字节。

考虑以下演示程序。

#include <stdio.h>

int main(void) 

    printf( "sizeof( struct A ) = %zu\n", sizeof( struct A  char c; int x;  ) );
    printf( "sizeof( struct B ) = %zu\n", sizeof( struct B  char c; double d;  ) );

    return 0;

它的输出是

sizeof( struct A ) = 8
sizeof( struct B ) = 16

int 类型的大小等于4，double 类型等于8。因此，struct A 类型的对象应由可被 4 整除的边界对齐，而 struct B 的对象应由可被 8 整除的边界对齐。

例如，您可以使用编译器指令打包结构。但在这种情况下，对此类结构的数据成员的访问效率会很低。