Typedef的用法

Typedef的用法

在计算机编程语言中用来为复杂的声明定义简单的别名，与宏定义有些差异。它本身是一种存储类的关键字，与auto、extern、mutable、static、register等关键字不能出现在同一个表达式中。

目录

1定义

2用法总结

3语言用法

4代码简化

5平台开发

1定义

typedef声明，简称typedef，为现有类型创建一个新的名字，或称为类型别名，在结构体定义，还有一些数组等地方都大量的用到。

它有助于创建平台无关类型，甚至能隐藏复杂和难以理解的语法。使用typedef可编写出更加美观和可读的代码。所谓美观，意指typedef能隐藏笨拙的语法构造以及平台相关的数据类型，从而增强可移植性以及未来的可维护性。本文下面将竭尽全力来揭示typedef强大功能以及如何避免一些常见的使用陷阱。^[1]

2用法总结

如何创建平台无关的数据类型，隐藏笨拙且难以理解的语法?

使用typedef为现有类型创建同义字，定义易于记忆的类型名

typedef使用最多的地方是创建易于记忆的类型名，用它来归档程序员的意图。类型出现在所声明的变量名字中，位于“typedef”关键字右边。例如：

typedef intsize;

此声明定义了一个int的同义字，名字为size。注意typedef并不创建新的类型。它仅仅为现有类型添加一个同义字。你可以在任何需要int的上下文中使用size：

voidmeasure(size * psz);

size array[4];

size len =file.getlength();

std::vector<size>vs;

typedef 还可以掩饰复合类型，如指针和数组。

例如，你不用像下面这样重复定义有 81个字符元素的数组：

char line[81];

char text[81];

定义一个 typedef，每当要用到相同类型和大小的数组时，可以这样：

typedef charLine[81];

此时Line类型即代表了具有81个元素的字符数组，使用方法如下：

Line text,secondline;

getline(text);

同样，可以像下面这样隐藏指针语法：

typedef char *pstr;

intmystrcmp(pstr, pstr);

这里将带我们到达第一个 typedef陷阱。标准函数 strcmp()有两个‘ const char *'类型的参数。因此，它可能会误导人们像下面这样声明 mystrcmp()：

intmystrcmp(const pstr, const pstr);

用GNU的gcc和g++编译器，是会出现警告的，按照顺序，‘const pstr'被解释为‘char* const‘（一个指向char的指针常量），两者表达的并非同一意思（详见C++ Primer 第四版 P112）。

char * const cp: 定义一个指向字符的指针常数，即const指针，常指针。

const char* p : 定义一个指向字符常数的指针，即常量指针。

char const* p : 等同于const char* p^[2]。

为了得到正确的类型，应当如下声明：

typedef constchar* pstr;

3语言用法

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 structtagNode

{

char *pItem;

pNode pNext;

} *pNode;

分析：

1、typedef的最简单使用

typedef longbyte_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 structtagMyStruct

{

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

structtagMyStruct

{

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 structtagMyStruct MyStruct;

因此，MyStruct实际上相当于structtagMyStruct，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 structtagNode

{

char *pItem;

struct tagNode*pNext;

} *pNode;

2)、

typedef structtagNode *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 structtagNode *pNode;

3. typedef &#define的问题

有下面两种定义pStr数据类型的方法，两者有什么不同？哪一种更好一点？

typedef char*pStr;

#define pStrchar*;

答案与分析：

通常讲，typedef要比#define要好，特别是在有指针的场合。请看例子：

typedef char*pStr1;

#define pStr2char *

pStr1 s1, s2;

pStr2 s3, s4;

在上述的变量定义中，s1、s2、s3都被定义为char *，而s4则定义成了char，不是我们所预期的指针变量，根本原因就在于#define只是简单的字符串替换而typedef则是为一个类型起新名字。

上例中define语句必须写成 pStr2 s3, *s4;这这样才能正常执行。

#define用法例子：

#define f(x) x*x

main( )

{

int a=6，b=2，c；

c=f(a) / f(b)；

printf("%d\\n"，c)；

}

以下程序的输出结果是: 36。

因为如此原因，在许多C语言编程规范中提到使用#define定义时，如果定义中包含表达式，必须使用括号，则上述定义应该如下定义才对：

#define f(x)((x)*(x))

当然，如果你使用typedef就没有这样的问题。

4. typedef &#define的另一例

下面的代码中编译器会报一个错误，你知道是哪个语句错了吗？

typedef char *pStr;

char string[4] ="abc";

const char *p1 =string;

const pStr p2 =string;

p1++;

p2++;

答案与分析：

是p2++出错了。这个问题再一次提醒我们：typedef和#define不同，它不是简单的文本替换。上述代码中const pStr p2并不等于const char * p2。const pStr p2和const long x本质上没有区别，都是对变量进行只读限制，只不过此处变量p2的数据类型是我们自己定义的而不是系统固有类型而已。因此，const pStr p2的含义是：限定数据类型为char *的变量p2为只读，因此p2++错误。

#define与typedef引申谈

1) #define宏定义有一个特别的长处：可以使用 #ifdef ,#ifndef等来进行逻辑判断，还可以使用#undef来取消定义。

2) typedef也有一个特别的长处：它符合范围规则，使用typedef定义的变量类型其作用范围限制在所定义的函数或者文件内（取决于此变量定义的位置），而宏定义则没有这种特性。

5. typedef &复杂的变量声明

在编程实践中，尤其是看别人代码的时候，常常会遇到比较复杂的变量声明,使用typedef作简化自有其价值，比如：

下面是三个变量的声明，我想使用typdef分别给它们定义一个别名，请问该如何做？

>1：int *(*a[5])(int, char*);

>2：void (*b[10]) (void (*)());

>3.doube(*)() (*pa)[9];

答案与分析：

对复杂变量建立一个类型别名的方法很简单，你只要在传统的变量声明表达式里用类型名替代变量名，然后把关键字typedef加在该语句的开头就行了。

>1：int *(*a[5])(int, char*);

//pFun是我们建的一个类型别名

typedef int*(*pFun)(int, char*);

//使用定义的新类型来声明对象，等价于int* (*a[5])(int, char*);

pFun a[5];

>2：void (*b[10]) (void (*)());

//首先为上面表达式蓝色部分声明一个新类型

typedef void(*pFunParam)();

//整体声明一个新类型

typedef void(*pFun)(pFunParam);

//使用定义的新类型来声明对象，等价于void (*b[10]) (void (*)());

pFun b[10];

>3.doube(*)() (*pa)[9];

//首先为上面表达式蓝色部分声明一个新类型

typedefdouble(*pFun)();

//整体声明一个新类型

typedef pFun(*pFunParam)[9];

//使用定义的新类型来声明对象，等价于doube(*)() (*pa)[9];

pFunParam pa;

4代码简化

上面讨论的 typedef行为有点像 #define宏，用其实际类型替代同义字。不同点是 typedef在编译时被解释，因此让编译器来应付超越预处理器能力的文本替换。例如：

typedef int(*PF) (const char *, const char *);

这个声明引入了 PF类型作为函数指针的同义字，该函数有两个 const char * 类型的参数以及一个 int类型的返回值。如果要使用下列形式的函数声明，那么上述这个 typedef是不可或缺的：

PF Register(PFpf);

Register() 的参数是一个 PF类型的回调函数，返回某个函数的地址，其署名与先前注册的名字相同。做一次深呼吸。下面我展示一下如果不用 typedef，我们是如何实现这个声明的：

int (*Register(int (*pf)(const char *, const char *)))

(const char *,const char *);

很少有程序员理解它是什么意思，更不用说这种费解的代码所带来的出错风险了。显然，这里使用 typedef不是一种特权，而是一种必需。持怀疑态度的人可能会问："OK，有人还会写这样的代码吗？"，快速浏览一下揭示 signal()函数的头文件，一个有同样接口的函数。

typedef 和存储类关键字（storage class specifier）

这种说法是不是有点令人惊讶，typedef就像 auto，extern，mutable，static，和 register 一样，是一个存储类关键字。这并不是说 typedef 会真正影响对象的存储特性；它只是说在语句构成上，typedef声明看起来象 static，extern等类型的变量声明。下面将带到第二个陷阱：

typedef registerint FAST_COUNTER; // 错误

编译通不过。问题出在你不能在声明中有多个存储类关键字。因为符号 typedef 已经占据了存储类关键字的位置，在 typedef 声明中不能用 register（或任何其它存储类关键字）。

5平台开发

typedef 有另外一个重要的用途，那就是定义机器无关的类型，例如，你可以定义一个叫 REAL的浮点类型，在目标机器上它可以获得最高的精度：

typedef longdouble REAL;

在不支持 long double的机器上，该 typedef看起来会是下面这样：

typedef doubleREAL;

并且，在连 double都不支持的机器上，该 typedef看起来会是这样：、

typedef floatREAL;

你不用对源代码做任何修改，便可以在每一种平台上编译这个使用 REAL 类型的应用程序。唯一要改的是 typedef 本身。在大多数情况下，甚至这个微小的变动完全都可以通过奇妙的条件编译来自动实现。不是吗?标准库广泛地使用 typedef来创建这样的平台无关类型：size_t，ptrdiff和 fpos_t 就是其中的例子。此外，象 std::string和 std::ofstream这样的 typedef还隐藏了长长的，难以理解的模板特化语法，例如：basic_string，allocator>和basic_ofstream>。