【C语言深度解剖】预定义章节经典面试题讲解(offsetof宏模拟实现)【超详细的解释和注释】

【C语言深度解剖】预定义章节经典面试题讲解(offsetof宏模拟实现)【超详细的解释和注释】

那么这里博主先安利一下一些干货满满的专栏啦！

作者: #西城s
这是我的主页：#西城s
在食用这篇博客之前，博主在这里介绍一下其它高质量的编程学习栏目：
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今天博主将带大家做一些预定义章节的面试题，带大家熟悉和深度掌握预定义章节

本篇位不收藏必后悔系列篇~

文章目录

• • 前言
  • 题目1
  • 实现宏-交换一个数二进制位中奇数位和偶数位
  • `offsetof`宏的模拟实现
  • 尾声

前言

关于预定义内容的两篇详细介绍，同样是干货满满的文章，不要错过噢~

【C语言深度解剖】一篇解决程序的环境【编译+链接详解】让面试官给我们竖起大拇指
【预定义】C语言预定义代码（宏、条件编译等）内容介绍【最全的保姆级别教程】

题目1

• 设有以下宏定义:
  #define N 4
#define Y(n) ((N+2)*n) (这种定义在编程规范中是严格禁止的)则执行语句：z = 2 * (N + Y(5 + 1)); 后，z的值为____

这题考察的其实是对宏在预处理阶段的替换方式的理解：宏在预处理阶段，是进行原封不动的替换的。
如果对这方面内容有疑问的伙伴们，可以通过博主的传送门食用上面两篇文章，这里面有非常非常详细的讲解：

所以这里宏的调用进行原封不动的替换后的结果为：
2*(4+((4+2)*5+1)

#define N 4
#define Y(n) ((N+2)*n)
int main() {
	int z = 2 * (N + Y(5 + 1));
	//2*(4+((4+2)*5+1)
	//70
	printf("%d\n", z);
	return 0;
}

实现宏-交换一个数二进制位中奇数位和偶数位

思考：
我们要交换奇数位和偶数位，首先我们先要将某个数的奇数位和偶数位提取出来吧

• 首先，我们发现，一个数字比如15：
  00000000000000000000000000001111如果按位与上一个01010101...0101这样一个数字，就可以将数字二进制中的奇数位提取出来。
• 同理，我们发现，一个数字按位与上一个1010....1010这样一个数字之后，我们就可以将它的偶数位提取出来
• 01010101...01这个数字表示成16进制就是0x55555555，同理，101010...1010这个数字表示成16进制就是0xaaaaaaaa
• 当我们分别按位与完之后，奇数位向左移一位，偶数位向右移一位，再相加，我们就能得到我们的结果了。

//写一个宏，可以将一个整数的二进制位的奇数位和偶数位交换。
#if 1
#define __SWAP_BIT(num) num=((num&0x55555555)<<1)+((num&0xaaaaaaaa)>>1)
int main() {
	int num = 10;
	//00000000000000000000000000001111
	//我们发现，我们只需要按位与一个01010101...01的数字，奇数位就留下了
	//同样，如果将0101...01这个数字向左移动一位，就可以再按位与num就可以留下偶数位了
	//01010101010101010101010101010101
	//0x55555555
	__SWAP_BIT(num);
	printf("%d\n", num);
	return 0;
}
#endif

offsetof宏的模拟实现

offsetof宏的使用

作用：计算结构体中某变量相对于首地址的偏移
所要包含的头文件：#include<stddef.h>

图片来自www.cplusplus.com

使用举例：
这里的输出结果涉及到结构体内存对齐方面的内容，伙伴们可以自行了解一下先，后面博主会专门出一期博客讲解这方面的内容。

#include<stddef.h>
struct S {
	int a;
	char c;
	double d;
};
int main() {
	printf("%d\n", offsetof(struct S, a));//0
	printf("%d\n", offsetof(struct S, c));//4
	printf("%d\n", offsetof(struct S, d));//8
	return 0;
}

模拟实现：
实现：#define __OFFSETOF(st_type,mem_name) (size_t)&(((st_type*)0)->mem_name)

#include<stddef.h>
//写一个宏，计算结构体中某变量相对于首地址的偏移，并给出说明
//考察：offsetof宏的实现
struct S {
	int a;
	char c;
	double d;
};
#define __OFFSETOF(st_type,mem_name) (size_t)&(((st_type*)0)->mem_name)
int main() {
	printf("%d\n", __OFFSETOF(struct S, a));
	printf("%d\n", __OFFSETOF(struct S, c));
	printf("%d\n", __OFFSETOF(struct S, d));
	return 0;
}

尾声

到这里就是本期博客的全部内容了，当然，关于这方面的具体内容知识点，可以通过博主通过的传送门进行详细了解噢~
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【预定义】C语言预定义代码（宏、条件编译等）内容介绍【最全的保姆级别教程】
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