目录
- 引言
- stdbool.h
- cstdbool实现
- C语言的原生实现stdbool.h
- 小结
- stddef.h
- 常量NULL的定义
- 类型的定义
- offsetof宏
引言
cstdbool是C++对stdbool.h头文件的封装，里面定义了与bool变量相关的宏；
cstddef是C++对stddef.h头文件的封装，里面定义一些特殊类型（如size_t），有用的宏函数（offsetof）。
平时我们都是使用这些宏或者宏函数，对于它们的原理还不是很清楚，是怎么实现这些功能的呢？接下来我们就一一来看一看源码实现。
stdbool.h
cstdbool实现
代码参考：www.aospxref.com/android-13.…
在cstdbool文件中的逻辑很简单，解除__bool_true_false_are_defined的定义，然后将其定义为1，标识bool，true，false都已经被C++定义了。
#include <__config> #if !defined(_LIBCPP_HAS_NO_PRAGMA_SYSTEM_HEADER) #pragma GCC system_header #endif #undef __bool_true_false_are_defined #define __bool_true_false_are_defined 1
C语言的原生实现stdbool.h
参考代码：www.aospxref.com/android-13.… 在该文件中，如果当前不是C++环境，那么我们将bool/true/false都进行定义，同时将__bool_true_false_are_defined定义为1，以便后续使用。
#ifndef __cplusplus #define true 1 #define false 0 #define bool _Bool #endif #define __bool_true_false_are_defined 1
小结
stdbool.h实际上是为了解决C/C++的兼容问题出现的。
stddef.h
代码参考：www.aospxref.com/android-13.…
常量NULL的定义
从这里可以看出，实际上NULL有三种实现方式，0L,((void*)0)都是我们在C语言中常用的方式，其中的nullptr是C++定义的内部类型，能够做到对很多情况的适配，不是一个单独的基本类型。
#if __cplusplus >= 201103L #define NULL nullptr #elif defined(__cplusplus) #define NULL 0L #else #define NULL ((void*)0) #endif
类型的定义
其中定义了如下的类型：
- ptrdiff_t---保存指针减法的结果
- size_t---无符号整数，表示类型占据的size大小
- max_align_t---最大默认对齐的类型
- nullptr_t---C++中的空指针类型 参考代码：www.aospxref.com/android-13.…
x86_64的相关实现如下： ptrdiff_t使用long定义，指针减法，实际上是64位数的减法，long足够表示； size_t使用long表示； max_align_t定义为拥有long long数据和long double数据的结构体； nullptr_t定义为nullptr的类型。
#define _Addr long
#if defined(__NEED_ptrdiff_t) && !defined(__DEFINED_ptrdiff_t)
typedef _Addr ptrdiff_t;
#define __DEFINED_ptrdiff_t
#endif
#if defined(__NEED_size_t) && !defined(__DEFINED_size_t)
typedef unsigned _Addr size_t;
#define __DEFINED_size_t
#endif
#if defined(__NEED_max_align_t) && !defined(__DEFINED_max_align_t)
typedef struct { long long __ll; long double __ld; } max_align_t;
#define __DEFINED_max_align_t
#endif
typedef decltype(nullptr) nullptr_t;
offsetof宏
offsetof (type,member)接受两个参数，类型和成员名，返回该成员的偏移地址。
听上去这个实现起来很简单，我们来看看这个精巧的宏是如何设计的。
#if __GNUC__ > 3 #define offsetof(type, member) __builtin_offsetof(type, member) #else #define offsetof(type, member) ((size_t)( (char *)&(((type *)0)->member) - (char *)0 )) #endif
不考虑使用内建函数实现的方式，我们来看看第二种方式，这是一个比较复杂的宏，让我们来一步步拆开它，并体会其中的精妙：
((size_t)( (char *)&(((type *)0)->member) - (char *)0 ))
第一步：返回值类型强转为size_t，规范为byte数，也即是偏移量；
(char *)&(((type *)0)->member) - (char *)0
第二步：char*指针转换然后做减法，得到byte数的差值；
第三步：((type )0)->member这里使用了0指针强转为type指针，然后指向成员member,此时这个变量的地址相当于0+member偏移，然后取地址，指针转换为char*后做减法
这个方法的好处在于，只使用了0指针，没有通过其它变量的构造，很简单地找到了偏移地址，而且这个过程中做的每一步类型转换都是必要的。具体细节读者可以再品味一下，这也是我们阅读源码的收获。
以上就是C++学习之cstdbool和cstddef头文件封装源码分析的详细内容，更多关于C++头文件封装cstdbool cstddef的资料请关注自由互联其它相关文章！