C语言笔记（结构体与offsetof、container_of之前的关系）

关于结构体学习，需要了解：结构体的定义和使用、内存对齐、结构体指针、得到结构体元素的偏移量（offsetof宏实现）

一、复习结构体的基本定义和使用

 typedef struct mystruct
 {
     int a;
     char b;
     double c;
 }MyS1;

 /*
     函数功能：演示结构体的定义和使用
 */
 void func1(void)
 {
     //定义时赋值
     MyS1 s1 = {
         .a =,
         .b =,
         .c = 1.23,
     };
     printf("s1.a = %d.\n", s1.a);
     printf("s1.b = %d.\n", s1.b);
     printf("s1.c = %f.\n", s1.c);
     printf("value is change.\n");
     // 使用.访问方式赋值
     s1.a = ;
     s1.b = ;
     s1.c = 3.12;

     printf("s1.a = %d.\n", s1.a);
     printf("s1.b = %d.\n", s1.b);
     printf("s1.c = %f.\n", s1.c);
 }

结果：

分析：主要是复习一下结构体的定义和使用。

二、结构体指针的使用

 typedef struct mystruct
 {
     int a;
     char b;
     double c;
 }MyS1;
 /*
     函数功能：演示结构体指针的使用
 */
 void func2(MyS1 *s_temp)
 {
     s_temp->a = ;
     s_temp->b = ;
     s_temp->c = 56.123;
     printf("s_temp->a = %d.\n", s_temp->a);
     printf("s_temp->a = %d.\n", s_temp->b);
     printf("s_temp->a = %f.\n", s_temp->c);
 }
 int main(void)
 {
     MyS1 s1;
     MyS1 *ps1 = &s1;
     func2(ps1);
     return ;
 }

结果：

三、offsetof宏详解

先看看代码，是如何使用offsetof的

 #define offsetof(TYPE, MEMBER)  ((int) &((TYPE *)0)->MEMBER)

 struct mystruct
 {
     int a;
     char b;
     double c;
 };
 int adr_a = offsetof(struct mystruct, b); // adr_a = 4

offsetof宏的分析： #define offsetof(TYPE, MEMBER)  ((int) &((TYPE *)0)->MEMBER)
 1、功能：返回结构体元素的相对结构体首地址的偏移
 2、参数：TYPE是结构体类型，MEMBER是结构体中一个元素的元素名

3、分析：
    (1) (TYPE *)0;  将0转换成结构体指针;
    (2) ((TYPE *)0)->MEMBER; 使用指针方式访问结构体中元素
    (3) &(((TYPE *)0)->MEMBER);  取结构体中元素的地址
    (4) (int) &(((TYPE *)0)->MEMBER); 转换成int型返回

四、container_of宏详解

先看代码

 #define container_of(ptr, type, member) ({  \
    const typeof(((type *))->member) * __mptr = (ptr); \
    (type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member));})

 typedef struct mystruct
 {
     int a;
     char b;
     double c;
 }MyS1;
 struct mystruct s1;
 MyS1 *ps = NULL;
 double *p = &s1.c;
 printf("&s1 = %p.\n" ,&s1);

 ps = container_of(p, MyS1, c);
 printf("ps  = %p.\n" ,ps);

结果：

分析：根据&s1.c的地址得到整个结构体的首地址

详解：

#define container_of(ptr, type, member) ({  \
   const typeof(((type *)0)->member) * __mptr = (ptr); \
   (type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member));})

 1、功能：返回整个结构体变量的指针
 2、参数：ptr是指向结构体中一个元素的指针；type是结构体类型；member是结构体中一个元素的元素名

3、分析：
    (1) typeof(((type *)0)->member); 获取结构体中一个元素的类型；s1.c 的类型是double
    (2) const typeof(((type *)0)->member) * __mptr = (ptr); 
        就可以理解为：
        const double * __mptr = (ptr);//__mptr指向ptr处
    (3) (char *)__mptr - offsetof(type, member); // 结构体其中一个元素的地址 - 该元素相对结构体首地址的偏移
    (4) (type *)((char *)__mptr - offsetof(type, member)); // 转换成该结构体类型的指针返回

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注：以上程序是参考“朱老师物联网视频”中的代码，特此申明！

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