带有指向成员数据的指针的 constexpr Offsetof

Question

就在此问题因重复而被驳回之前，大多数（如果不是全部）问题已经接受了带有过时/未定义行为解决方案的答案。

问题：

有没有办法在编译时获取指向成员数据的指针的偏移量：

• 不依赖未定义的行为（nullptr 事物）
• 适用于最新的 gcc 版本（编译器资源管理器中的 gcc trunk）
• 工作方式与offsetof 相同（或类似地，就像提议的代码一样）。

我不在乎：

• 非标准布局类型
• msvc 兼容性。 （这可能很好，但可选）
• 具有特定编译器的特殊情况

问题：

使用 GCC 的主干版本，以下技巧（hack）不起作用：

#include <cstdint>
#include <cstddef>

namespace detail
{
    // The union stuff is for CLang to avoid creating warnings
    template<typename T, auto MPtr>
    struct offsetof_ptr_helper
    {
        union helper_t { int i = 0;  T value; };
        static constexpr helper_t v = {};
        static constexpr size_t sz = sizeof
        (uint8_t[
            (uint8_t *)&(v.value.*MPtr) -
            (uint8_t *)&v.value
        ]);
    };
}

template<typename T, auto MPtr>
static constexpr size_t offsetof_ptr()
{
    return detail::offsetofptr_helper<T, MPtr>::sz;
}

size_t f()
{
    struct X { char c[10]; int a; };
    return offsetof_ptr<X, &X::a>();
}

需要明确的是，这是一个使用 C++98 特性的 hack，最新的编译器正在删除它的支持也就不足为奇了。它适用于 clang（使用 -std=gnu++17 标志）和 gcc（包括/up-to g++ 7.3，使用标志 -std=c++17）。

Answer 1

如果你跳转到 VS 中offsetof 的定义，它会给你这个：

#define offsetof(s,m) ((::size_t)&reinterpret_cast<char const volatile&>((((s*)0)->m)))

修改了一下以匹配您的问题：

template<typename T, auto MPtr>
static constexpr size_t offsetof_ptr()
{
    return ((::size_t) & reinterpret_cast<char const volatile&>((((T*)0)->*MPtr)));
}

size_t f()
{
    struct X { char c[10]; int a; };
    return offsetof_ptr<X, &X::a>();
}

这在 GCC 和 MSVC 上编译。 （由于模板自动参数，它需要 C++17。）