typedef用法 (for silence 21037475)

typedef用法
typedef到处都是，但是能够真正懂得typedef使用的不算太多。

对于初学者而言，看别人的源码时对到处充斥的typedef往往不知所错，而参考书又很少，所以在此给出一个源码，供大家参考

例子一：
#include <stdio.h>
#include <iostream.h>

/* 避免Visual C的for与标准for的不同 */
#define for  if (0);   else for

/* dim(a)是用于计算a的维数，不过只能计算数组的维数，不能计算指针的维数 */
#define dim(a) (sizeof(a)/sizeof(a[0]))

/* N1到N4是几个常量，以枚举的形式定义 */
enum {N1 = 2, N2 = 3, N3 = 4, N4 = 5};

/* 这个C程序员都知道，就是将DataType定义为int型，便于扩充 */
typedef int DataType;

/* 定义一个一维数组，数组的元素维整型值 */
typedef DataType ARR1[N4];

/* 再定义一个一维数组，数组的元素维ARR1型，不过ARR1又是一个数组，所以ARR2 实际上是一个矩阵*/
typedef ARR1 ARR2[N3]; /* 此处完全等价为typedef int ARR2[N3][N4];*/

/* 按照ARR2的解释，ARR3也是一个一维数组，不过数组元素的类型是ARR2的类型所有ARR3是一个三维数组 */
typedef ARR2 ARR3[N2]; /* 此处完全等价为typedef int ARR3[N2][N3][N4];*/

/* 分别用定义好的ARR1，ARR2，ARR3定义三个变量a, b, c */
ARR1 a; /* 此处完全等价于：int a[N4]; */
ARR2 b; /* 此处完全等价于：int b[N3][N4]; */
ARR3 c; /* 此处完全等价于：int c[N2][N3][N4]; */

/* 下面函数给大家个示例看a,b,c如何使用 */
void exam_1()
{
    for (int i=0; i<dim(a); i++)
        a[i] = i+1;

    for (int i=0; i<dim(b); i++) for (int j=0; j<dim(b[0]); j++)
        b[i][j] = (i+1)*10 + (j+1);

    for (int i=0; i<dim(c); i++)
      for (int j=0; j<dim(c[0]); j++)
        for (int k=0; k<dim(c[0][0]); k++)
           c[i][j][k] = (i+1)*100 + (j+1)*10 + (k+1);

    printf("/nThe a is :/n");
    for (int i=0; i<dim(a); i++)
       printf("%4d ", a[i]);

    printf("/n");

    printf("/nThe b is :/n");

    for (int i=0; i<dim(b); i++)
    {
        for (int j=0; j<dim(b[0]); j++) printf("%4d ", b[i][j]);
            printf("/n");
    }

    printf("/nthe c is:/n");

    for (int i=0; i<dim(c); i++)
    {
        for (int j=0; j<dim(c[0]); j++)
        {
            for (int k=0; k<dim(c[0][0]); k++) printf("%4d ", c[i][j][k]);
            printf("/n");
        }
        printf("/n");
    }
}

/* 下面函数给大家演示数组在内存中的排列 */
void exam_2()
{
    int *pn = NULL;
    pn = (int *)a; /* 等价于 pn = &a[0]; */
    printf("/nThe a is :/n");
    for (int i=0; i<sizeof(a)/sizeof(DataType); i++)
        printf("%4d ", pn[i]);

    printf("/n");

    pn = (int *)b; /* 等价于 pn = &b[0][0]; */

    printf("/nThe b is :/n");

    for (int i=0; i<sizeof(b)/sizeof(DataType); i++)
        printf("%4d ", pn[i]);

    printf("/n");
   
    pn = (int *)c; /* 等价于 pn = &c[0][0][0]; */

    printf("/nThe c is :/n");

    for (int i=0; i<sizeof(c)/sizeof(DataType); i++)
        printf("%4d ", pn[i]);

    printf("/n");
}

int main(int argc, char* argv[])

{
    exam_1();
    exam_2();
    return 0;
}

例子二：
#define S(s) printf("%s/n", #s); s

typedef struct _TS1
{
    int x, y;
} TS1, *PTS1, ***PPPTS1; 
// TS1是结构体的名称，PTS1是结构体指针的名称
// 也就是将结构体struct _TS1 命名为TS1,
// 将struct _TS1 * 命名为 PTS1
// 将struct _TS1 *** 命名为 PPPTS1

typedef struct
{ // struct后面的结构体说明也可以去掉
    int x, y;
} TS2, *PTS2;

typedef PTS1 *PPTS1; //定义PPTS1是指向PTS1的指针

typedef struct _TTS1
{
    typedef struct ITTS1
    {
        int x, y;
    } iner;
    iner i;
    int x, y;
} TTS1;

//结构体内部的结构体也一样可以定义
typedef TTS1::ITTS1 ITS1;

void test_struct()
{
    // 基本结构体重定义的使用
    TS1 ts1 = {100, 200};
    PTS1 pts1 = &ts1; // 完全等价于TS1* pts1 = &ts1;
    PPTS1 ppts1 = &pts1; // 完全等价于TS1** ppts1 = &pts1;
    PPPTS1 pppts1 = &ppts1; // 完全等价于 TS1*** pppts1 = &ppts1;

    TS2 ts2 = {99, 88};
    PTS2 pts2 = &ts2;   // 完全等价于 TS2* pts2 = &ts2;

    TTS1 itts1 = {{110, 220}, 10, 20};
    Its1* rits1 = &itts1.i;
    ITS1* &its1 = rits1; // 等价于 TTS1::ITTS1 *its1 = &(itts1.i);

    printf("ts1/t = (%d, %d)/n*pts1/t = (%d, %d)/n"
           "**ppts1/t = (%d, %d)/n***pppts1= (%d, %d)/n/n",
            ts1.x, ts1.y, pts1->x, pts1->y,
            (**ppts1).x, (**ppts1).y, (***pppts1).x, (***pppts1).y);
    printf("ts2/t = (%d, %d)/n*pts2/t = (%d, %d)/n/n",
        ts2.x, ts2.y, pts2->x, pts2->y);
    printf("itts1/t = [(%d, %d), %d, %d]/n*its1/t =  (%d, %d)/n/n",
        itts1.i.x, itts1.i.y, itts1.x, itts1.y, its1->x, its1->y);

    S(pts1->x = 119);
    S(pts2->y = 911);
    S(its1->x = 999);

    printf("ts1/t = (%d, %d)/n*pts1/t = (%d, %d)/n"
           "**ppts1/t = (%d, %d)/n***pppts1= (%d, %d)/n/n",
            ts1.x, ts1.y, pts1->x, pts1->y,
            (**ppts1).x, (**ppts1).y, (***pppts1).x, (***pppts1).y);

    printf("ts2/t = (%d, %d)/n*pts2/t = (%d, %d)/n/n",
        ts2.x, ts2.y, pts2->x, pts2->y);
    printf("itts1/t = [(%d, %d), %d, %d]/n*its1/t =  (%d, %d)/n/n",
        itts1.i.x, itts1.i.y, itts1.x, itts1.y, its1->x, its1->y);

    S((*ppts1)->y = -9999);
    printf("ts1/t = (%d, %d)/n**ppts1/t = (%d, %d)/n/n",
        ts1.x, ts1.y, (*ppts1)->x, (*ppts1)->y);

    S((**pppts1)->x = -12345);
    S((***pppts1).y = -67890);
    printf("ts1/t = (%d, %d)/n*pts1/t = (%d, %d)/n"
           "**ppts1/t = (%d, %d)/n***pppts1= (%d, %d)/n/n",
            ts1.x, ts1.y, pts1->x, pts1->y,
            (**ppts1).x, (**ppts1).y, (***pppts1).x, (***pppts1).y);
}

例子三：
typedef的使用中，最麻烦的是指向函数的指针，如果没有下面的函数，
你知道下面这个表达式的定义以及如何使用它吗？

int (*s_calc_func(char op))(int, int);

如果不知道，请看下面的程序，里面有比较详细的说明http://blog.csdn.net/flyxx/

// 定义四个函数
int add(int, int);
int sub(int, int);
int mul(int, int);
int div(int, int);

// 定义指向这类函数的指针
typedef int (*FP_CALC)(int, int);

// 我先不介绍，大家能看懂下一行的内容吗？
int (*s_calc_func(char op))(int, int);

// 下一行的内容与上一行完全相同，
// 定义一个函数calc_func，它根据操作字符 op 返回指向相应的计算函数的指针
FP_CALC calc_func(char op);

// 根据 op 返回相应的计算结果值
int calc(int a, int b, char op);

int add(int a, int b)
{
    return a + b;
}

int sub(int a, int b)
{
    return a - b;
}
int mul(int a, int b)
{
    return a * b;
}

int div(int a, int b)
{
    return b? a/b : -1;
}

// 这个函数的用途与下一个函数作业和调用方式的完全相同，
// 参数为op，而不是最后的两个整形
int (*s_calc_func(char op)) (int, int)
{
    return calc_func(op);
}

FP_CALC calc_func(char op)
{
    switch (op)
    {
    case '+': return add;
    case '-': return sub;
    case '*': return mul;
    case '/': return div;
    default:
        return NULL;
    }
    return NULL;
}

int calc(int a, int b, char op)
{
    FP_CALC fp = calc_func(op); // 下面是类似的直接定义指向函数指针变量
       // 下面这行是不用typedef，来实现指向函数的指针的例子，麻烦！
        int (*s_fp)(int, int) = s_calc_func(op);
        // ASSERT(fp == s_fp);  // 可以断言这俩是相等的
    if (fp)
        return fp(a, b);
    else
        return -1;
}

void test_fun()
{
    int a = 100, b = 20;
    printf("calc(%d, %d, %c) = %d/n", a, b, '+', calc(a, b, '+'));
    printf("calc(%d, %d, %c) = %d/n", a, b, '-', calc(a, b, '-'));
    printf("calc(%d, %d, %c) = %d/n", a, b, '*', calc(a, b, '*'));
    printf("calc(%d, %d, %c) = %d/n", a, b, '/', calc(a, b, '/'));
}

运行结果
   calc(100, 20, +) = 120
   calc(100, 20, -) = 80
   calc(100, 20, *) = 2000
   calc(100, 20, /) = 5

 

1. 基本解释
　　typedef为C语言的关键字，作用是为一种数据类型定义一个新名字。这里的数据类型包括内部数据类型（int,char等）和自定义的数据类型（struct等）。
    在编程中使用typedef目的一般有两个，一个是给变量一个易记且意义明确的新名字，另一个是简化一些比较复杂的类型声明。
    至于typedef有什么微妙之处，请你接着看下面对几个问题的具体阐述。
2. typedef & 结构的问题
    当用下面的代码定义一个结构时，编译器报了一个错误，为什么呢？
    莫非C语言不允许在结构中包含指向它自己的指针吗？请你先猜想一下，然后看下文说明：
typedef struct tagNode
{
　  char *pItem;
　  pNode pNext;
} *pNode;
答案与分析：

1、typedef的最简单使用
    typedef long byte_4;
    给已知数据类型long起个新名字，叫byte_4。
2、typedef与结构结合使用
    typedef struct tagMyStruct
    {
　       int iNum;
　       long lLength;
    } MyStruct;
    这语句实际上完成两个操作：
    1) 定义一个新的结构类型
    struct tagMyStruct
    {
　       int iNum;
　       long lLength;
    };
    分析：
    tagMyStruct称为“tag”，即“标签”，实际上是一个临时名字，struct 关键字和tagMyStruct一起，构成了这个结构类型，不论是否有typedef，这个结构都存在。
    我们可以用struct tagMyStruct varName来定义变量，但要注意，使用tagMyStruct varName来定义变量是不对的，因为struct 和tagMyStruct合在一起才能表示一个结构类型。
    2) typedef为这个新的结构起了一个名字，叫MyStruct。
    typedef struct tagMyStruct MyStruct;
    因此，MyStruct实际上相当于struct tagMyStruct，我们可以使用MyStruct varName来定义变量。

答案与分析
    C语言当然允许在结构中包含指向它自己的指针，我们可以在建立链表等数据结构的实现上看到无数这样的例子，上述代码的根本问题在于typedef的应用。
    根据我们上面的阐述可以知道：新结构建立的过程中遇到了pNext域的声明，类型是pNode，要知道pNode表示的是类型的新名字，那么在类型本身还没有建立完成的时候，这个类型的新名字也还不存在，
    也就是说这个时候编译器根本不认识pNode。
解决这个问题的方法有多种：
1)、
typedef struct tagNode
{
　  char *pItem;
　  struct tagNode *pNext;
} *pNode;
2)、
typedef struct tagNode *pNode;
struct tagNode
{
　  char *pItem;
　  pNode pNext;
};
注意：在这个例子中，你用typedef给一个还未完全声明的类型起新名字。C语言编译器支持这种做法。
3)、规范做法：
struct tagNode
{
　  char *pItem;
　  struct tagNode *pNext;
};
typedef struct tagNode *pNode;