c - 预处理器宏解释？

Question

我的老师让我们使用以下预处理器宏在C中实现链接队列。这个想法是你通过让它不保存数据来使你的队列通用，然后你在其他地方有一个包装器结构，它保存队列中的节点，以及属于它的数据片段。

下面的宏从队列中获取一个节点（即node），wrapper结构的类型（即struct Wrapper），以及Wrapper的队列节点元素的名称（即qnode（Wrapper有一个叫做qnode的元素））。

然后宏返回包含传入的节点的struct Wrapper。

所以调用看起来像这样：

queue_entry(node, struct Wrapper, qnode)

这在我看来非常酷，而且效果很好，（看看我的老师是怎么写的，最好！）。但我希望有人可以向我解释它实际上是如何工作的？因为我对幕后实际发生的事情一无所知。

宏：

#define queue_entry(NODE, STRUCT, MEMBER)               \
    ((STRUCT *)((uint8_t*)(NODE) - offsetof(STRUCT, MEMBER)))

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只需将宏视为 C 的 sed

任何你看到 QUEUE_ENTRY(a, b, c) 的地方你都会得到：

((b *)((uint8_t*)(a) - offsetof(b, c)))

所有这些替换都是在编译之前完成的

score 1 · Accepted Answer

C struct 中的成员元素的地址有固定的差异。这种差异是在编译时本身定义的。

您可以使用&(struct_object.member) - &struct_object. 这就是offsetof.

例如考虑以下结构：

struct abcd{
int a; // 4 bytes
int b; // another 4 bytes
char c;// 1 byte
}

然后offsetof(struct abcd,c)将返回 8。offsetof(struct abcd,a)将是 0 等等。结构中的“填充”或“对齐”也起着决定偏移的作用。但是，这是在编译时决定的，而不是在运行时决定的。

因此，如果您有成员的地址（在我们的示例中为字符 c），但没有结构，则可以通过从成员地址中减去成员地址偏移量来获得父结构的地址。

在您的示例中，成员的地址包含在节点中。因此，如果您减去成员偏移量，您将获得容器结构的地址。

在 linux 内核源代码中，名称下可以使用相同的宏，container_of（如果有的话，我忘记了大写和下划线）。

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