5-6 offsetof宏与container_of宏

5.6.1 由结构体指针进而访问各元素的原理

（1）通过结构体整体变量来访问其中各个元素，本质上是通过指针方式来访问的，形式上是通过.的方式来访问的（这时候其实是编译器帮我们自动计算了偏移量）。

5.6.2 offsetof宏

（1）offsetof宏的作用：用offsetof宏来计算结构体中某个元素和结构体首地址的偏移量（其实质是通过编译器来帮我们计算）。
（2）offsetof宏的原理：我们虚拟一个type类型结构体变量，然后用type.member的方式来访问那个member元素，继而得到member相对于整个变量首地址的偏移量。
（3）学习思路：第一步先学会用offsetof宏，第二步
(TYPE *)0 ：这是一个强制类型转换，把0地址强制类型转换成一个指针，这个指针指向一个TYPE类型的结构体变量。（实际上这个结构体变量可能不存在，但是只要我不去解引用，这个指针就不会出错）。
((TYPE *)0)->MEMBER ：(TYPE *)0是一个TYPE类型结构体变量的指针，通过指针来访问这个结构体变量的member元素。
&((TYPE *)0)->MEMBER：意义就是得到member元素的地址。但是因为整个结构体变量的首地址是0.所以得到member元素的地址也就得到了member元素相对于结构体变量开始地址偏移量。

#include <stdio.h> 
struct mystruct
{	
	char a;	
	int b;	
	short c;
};
#define offsetof(TYPE,MEMBER)((size_t)&((TYPE *)0)->MEMBER)
int main(void)
{	
	struct mystruct s1;	
	s1.b = 12;		
	int *p = (int *)((char *)&s1 + 4);	
	printf("*p = %d\n",*p);		
	
	int offsetofa = offsetof(struct mystruct,a);	
	printf("offsetofa is %d\n",offsetofa);		
	int offsetofb = offsetof(struct mystruct,b);	
	printf("offsetofb is %d\n",offsetofb);		
	int offsetofc = offsetof(struct mystruct,c);	
	printf("offsetofc is %d\n",offsetofc);
			
	printf("整个结构体变量的首地址：%p\n",&s1);	
	printf("s1.b的首地址：%p\n",&s1.b);	
	printf("偏移量是：%d\n",(char *)&s1.b - (char *)&s1);			
	return 0;
}

5.6.3 container_of 宏：

（1）作用：知道一个结构体中某个元素的指针，反推这个结构体变量的指针。有了container_of宏，我们可以从一个元素的指针得到整个结构体变量的指针，继而得到结构体中其它元素的指针。
（2）typeof关键字的作用是：typeof(a)时由变量a得到a的类型，typeof就是由变量名得到变量数据类型的。
（3）这个宏的工作原理，先用typeof得到member元素的类型，定义这种类型的指针，然后将指向结构体变量中元素的指针赋值给它，然后用这个指针减去该元素相对于整个结构体变量的偏移量（偏移量用offsetof宏得到的），减去之后得到的就是整个结构体变量的首地址了，再把这个地址强制类型转换为type *即可。

#include <stdio.h> 
struct mystruct
{	
	char a;	
	int b;	
	short c;
};

//TYPE是结构体类型，MEMBER是结构体中一个元素的元素名
//这个宏返回的是member元素相对于整个结构体变量的首地址的偏移量，类型是int类型
#define offsetof(TYPE,MEMBER)     ((size_t)&((TYPE *)0)->MEMBER)

//ptr是指向结构体元素member的指针，type是结构体类型，member是结构体中一个元素的元素名
//这个宏返回的就是指向整个结构体变量的指针，类型是（type *）
#define container_of(ptr,type,member)     ({	const typeof(((type *)0)->member) *__mptr = (ptr);	(type *)((char *)__mptr - offsetof(type,member));})
int main(void)
{	
	struct mystruct s1;	
	struct mystruct *ps = NULL;	
	short *p =  &(s1.c);		//p就是指向结构体中某个member的指针		
	printf("s1的指针等于：%p\n",&s1);	//问题是要通过p来计算得到s1的指针	
	ps = container_of(p,struct mystruct,c);	
	printf("ps等于%p\n",ps);	
	return 0;
}

5.6.4 学习指南和要求：

（1）最基本要求是：必须要会这两个宏的使用。就是说能知道这两个宏接收什么参数，返回什么值，会用这两个宏来写代码。看见代码中别人用这两个宏能理解什么意思。
（2）升级要求：能理解这两个宏的工作原理，能表述出来。（有些面试笔试题会这么要求）
（3）更高级要求：能自己写出这两个宏（不要着急，慢慢来）