为什么 offsetof 的实现在 C 和 C++ 上有奇怪的不同？答案

【问题标题】：Why offsetof implementations strangely differs on C and C++?为什么 offsetof 的实现在 C 和 C++ 上有奇怪的不同？
【发布时间】：2017-11-10 09:53:53
【问题描述】：

我打开stddef.h 看到了这个：

#if defined _MSC_VER && !defined _CRT_USE_BUILTIN_OFFSETOF
    #ifdef __cplusplus
        #define offsetof(s,m) ((size_t)&reinterpret_cast<char const volatile&>((((s*)0)->m)))
    #else
        #define offsetof(s,m) ((size_t)&(((s*)0)->m))
    #endif
#else
    #define offsetof(s,m) __builtin_offsetof(s,m)
#endif

__cplusplus 的分支（如果是 C++ 编译器）有一个非常奇怪的实现，我认为它是多余的。其他分支（C 编译器的情况）具有更简单的字段偏移计算。我测试了它，它有效。为什么在第一种情况下使用了这种奇怪的强制转换和类型限定符？

【问题讨论】：

@RemyLebeau 我想我不同意你的说法。 C++ 转换比 C 转换更安全。但是：C 风格的转换确实有编译时检查：例如，您不能在不相关的类之间进行转换。虽然 C++ 强制转换有更多的编译时检查，但它仍然允许你做无效的事情：例如，你可以在 int 和 float 之间进行 reinterpret_cast：int a = 24; float f = *reinterpret_cast<float*>(&a); 这样编译没有任何错误
@bolov 不过，这仍然是指针之间的转换。但是reinterpret_cast 比 C 风格的演员更安全，因为后者会做任何static_cast、reinterpret_cast 和const_cast 所做的事情，甚至是前者与后者的某种组合（例如@987654329 @加const_cast)。
顺便说一句，如果用户代码包含空指针取消引用，这将是未定义的行为。但是，这是在平台标题中，并且平台开发人员具有特殊权限……
@ArneVogel 是的，我说过 C++ 转换比 C 转换更安全

标签： c++ c offsetof

【解决方案1】：

operator & 可以为m 类型重载，因此&((s*)0)->m) 将调用operator & 而不是使用m 的地址。

并且const volatile 存在于reinterpret_cast 的类型中，因此即使m 是const 和/或volatile 也可以工作。

请注意，在 C++11 中，std::addressof(x) 始终采用x 的地址，而不管operator & 是否重载。它的实现方式可能与您在问题中看到的类似。

【讨论】：

请注意，C++11 及更高版本有std::addressof() 来处理operator& 问题。 offsetof() 可以写成#define offsetof(s,m) ((size_t)std::addressof(((s*)0)->m))
@RemyLebeau 好点。我想了想，但最后没有提。现在做了。