Инвертировать указатель на член (т.е. получить адрес содержащей структуры)

Question

У меня есть структура (Member), которую можно использовать только в качестве члена данных в какой-либо другой структуре (Container). По соглашению имя члена всегда m. Есть ли надежный способ для члена получить адрес содержащей структуры?

template<typename Struct>
struct Member;
{
  const Struct& s = ??;
                    // this - &Struct::m
};

struct Container
{
   Member<Container> m;
};

Я надеялся, что, возможно, используя указатель на член &Container::m может помочь вычислить обратно по адресу самого объекта Member?

Answer 1

Нет, ты не можешь сделать это. Вы можете определить смещение m в Container и сделать указатель арифметики, чтобы угадать результирующий адрес Container, но это будет:

• ненадежный
• склонны к катастрофическим ошибкам
• UB (и, следовательно, может вызвать симптомы, включая путешествие во времени - нет, серьезно!)

Это может работать согласованно на нескольких платформах, если у вас отключены все оптимизации, но на самом деле, пожалуйста, просто не делайте.

Либо передать указатель / ссылку на Container в Member<Container>конструктор (после добавления одного), или еще раз переосмыслить свой дизайн. Почему член должен знать об объекте, инкапсулирующем его? Это почти всегда неправильно (хотя есть несколько проходимых вариантов использования).

Answer 2

Не уверен насчет "надежного", и этот тип хака не должен поощряться, но следующее должно дать вам хорошую отправную точку:

#include <cassert>
#include <cstddef>
#include <type_traits>

template<typename Struct>
struct Member
{
    Struct const* s = (Struct*)&((char*)this)[-(int)offsetof(Struct, m)];
};

struct Container
{
    int abc;
    int def;

    Member<Container> m;
};



int main(int argc, char* argv[])
{
    assert(std::is_standard_layout<Container>::value);

    Container c;

    Container const *p1 = &c;
    Container const *p2 = c.m.s;

    bool test = p1 == p2;

    return 0;
}

Я добавил некоторые элементы, чтобы у m было реальное ненулевое смещение для тестирования, но оно также работает и для нулевого смещения.