#include <stdio.h>

#define OFFSETOF(type, member) (size_t)&(((type*)0)->member)

struct Point {
    int x;
    float y;
};

int main() {
    printf("Offset of x: %zu\n", OFFSETOF(struct Point, x));
    printf("Offset of y: %zu\n", OFFSETOF(struct Point, y));
    return 0;
}

解释

1. (type*)0:

• 这部分是一个类型转换操作，它将 0（也就是 NULL）转换为指向 type 类型的指针。在C和C++中，NULL 可以被隐式转换为任何指针类型，因此这个转换是合法的。这里我们显式地将其转换为 type* 类型的指针。
• 这个表达式的结果是一个指向 type 类型的空指针，它不指向任何实际的内存地址，但是可以用来访问 type 类型的结构体或类的成员。

2. ((type*)0)->member:

• 这部分使用了 -> 运算符来访问 member 成员。由于 (type*)0 是一个指针，所以这里实际上是在访问一个假想的、未分配内存的 type 实例的 member 成员。
• 这个表达式的结果是一个对 member 成员的引用，这个成员属于一个理论上的、位于地址 0 的 type 实例。

3. &(((type*)0)->member):

• 这部分是对上一步得到的成员引用取地址。由于 member 是一个假想的成员，取地址操作实际上是在获取 member 在 type 实例中的偏移量。
• 这个表达式的结果是一个指向 member 成员的指针，这个指针的值就是 member 成员相对于 type 实例起始地址的偏移量。

4. (size_t)&(((type*)0)->member):

• 最后，将上一步得到的指针强制转换为 size_t 类型。size_t 是一个无符号整数类型，通常用于表示大小和地址。
• 这个表达式的结果是一个 size_t 类型的值，它表示 member 成员相对于 type 实例起始地址的偏移量。

注意!!!

这个宏的关键在于，它利用了C和C++中的一个未定义行为（undefined behavior）：访问空指针。但是，编译器通常允许这种操作，并且会将其解释为获取成员的偏移量。这个宏在编译时计算偏移量，因此它不依赖于任何实际的内存分配。

详细解释

编译器的特殊处理

1. 编译时: 编译器在处理 ((struct Point*)0)->x 这样的表达式时，会将其视为一个特殊的请求，用于计算成员的偏移量。编译器会根据结构体的布局计算出 x 成员的偏移量，并将这个值替换到表达式中。这是一个纯编译时的操作，不涉及实际的内存访问。

2. 运行时： 在运行时，如果一个程序尝试通过一个空指针访问成员（例如，通过解引用一个空指针），这将导致未定义行为，通常是程序崩溃。然而，由于 ((struct Point*)0)->x 这样的表达式在编译时就已经被处理，所以实际上并不会在运行时发生这种未定义行为。