深入理解typedef

typedef作为类型定义关键字，用于在原有数据类型（包括基本类型、构造类型和指针等）的基础上，由用户自定义新的类型名称。

在编程中使用typedef的好处，除了为变量取一个简单易记且意义明确的新名称之外，还可以简化一些比较复杂的类型声明。比如：

typedef int INT32;

将INT32定义为与int具有相同意义的名字，这样类型INT32就可用于类型声明和类型转换了，它和类型int完全相同。比如：

INT32 a; //
定义整型变量a

(INT32) b;
// 将其它的类型b转换为整型

既然已经有了int这个名称，为什么还要再取一个名称呢？主要是为了提高程序的可移植性。比如，某种微处理器的int为16位，long为32位。如果要将该程序移植到另一种体系结构的微处理器，假设编译器的int为32位，long为64位，而只有short才是16位的，因此必须将程序中的int全部替换为short，long全部替换为int，如此这样修改势必工作量巨大且容易出错。如果将它取一个新的名称，然后在程序中全部用新取的名称，那么要移植的工作仅仅只是修改定义这些新名称即可。也就是说，只需要将以前的：

typedef int INT16;

typedef long INT32;

替换成：

typedef short INT16;

typedef int INT32;

由此可见，typedef声明并没有创建一个新类型，而是为某个已经存在的类型增加一个新的名字而已。用这种方式声明的变量与通过声明方式声明的变量具有完全相同的属性。

至于typedef如何简化复杂的类型声明，将在后续的章节中详细阐述。

综上所述，如果在变量定义的前面加上typedef，即可定义该变量的类型。比如：

int size;

这里定义了一个整型变量size，当加上typedef后：

typedef int size;

那么，size就成为了上面的size变量的类型，即int类型。既然size是一个类型，当然可以用它来定义另外一个变量。即：

size a;



类似于变量的类型定义，也可以用typedef声明新的类型，比如：

char *ptr_to_char; // 声明ptr_to_char为一个指向字符的指针

typedef char ptr_to_char; // 声明ptr_to_char为指向char的指针类型

ptr_to_char pch; //
声明pch是一个指向字符的指针

对于初学者来说，也许会产生一个这样的疑问，为什么不使用#define创建新的类型名？比如：

#define ptr_to_char char*

ptr_to_char pch1, pch2;

由于有了“#define ptr_to_char char*”，因此“ptr_to_char pch1, pch2”可以展开为

char *pch1, pch2;

所以pch2为char型变量。如果用typedef来定义的话，其代码如下：

typedef char* ptr_to_char;

ptr_to_char pch1, pch2;

则“ptr_to_char pch1, pch2”等价于

char *pch1;

char *pch2;

因此，pch1、pch2都是指针。

虽然#define语句看起来象typedef，但实际上却有本质上的差别。对于#define来说，仅在编译前对源代码进行了字符串替换处理；而对于typedef来说，它建立了一个新的数据类型别名。由此可见，只是将pch1定义为指针变量，却并没有实现程序员的意图，而是将pch2定义成了char型变量。



在指针函数中，有这样一类函数，它们也返回指针，但是这个指针不是指向int、char之类的基本类型，而是指向函数。对于初学者，别说写出这样的函数声明，就是看到这样的写法也是一头雾水。比如,下面的语句：

int (*ff(int))(int *, int);

我们用上面介绍的方法分析一下，ff首先与后面的“()”结合，即：

int (*(ff(int)))(int *, int); // 用括号将ff(int)再括起来

也就意味着，ff是一个函数。

接着与前面的“*”结合，说明ff函数的返回值是一个指针。然后再与后面的“()”结合，也就是说，该指针指向的是一个函数。

这种写法确实让人非常难懂，以至于一些初学者产生误解，认为写出别人看不懂的代码才能显示自己水平高。而事实上恰好相反，能否写出通俗易懂的代码是衡量程序员是否优秀的标准。一般来说，用typedef关键字会使该声明更简单易懂。在前面我们已经见过：

int (*PF)(int *, int);

也就是说，PF是一个函数指针“变量”。当使用typedef声明后，则PF就成为了一个函数指针“类型”，即：

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

这样就定义了返回值的类型。然后，再用PF作为返回值来声明函数:

PF ff(int);

返回函数指针会用在什么地方呢？且听下文分解。

1.指针函数的定义

顾名思义，指针函数即返回指针的函数。其一般定义形式如下：

类型名 *函数名(函数参数表列);

其中，后缀运算符括号“()”表示这是一个函数，其前缀运算符星号“*”表示此函数为指针型函数，其函数值为指针，即它带回来的值的类型为指针，当调用这个函数后，将得到一个“指向返回值为…的指针（地址），“类型名”表示函数返回的指针指向的类型”。

“(函数参数表列)”中的括号为函数调用运算符，在调用语句中，即使函数不带参数，其参数表的一对括号也不能省略。其示例如下：

int *pfun(int, int);

由于“*”的优先级低于“()”的优先级，因而pfun首先和后面的“()”结合，也就意味着，pfun是一个函数。即：

int *(pfun(int, int));

接着再和前面的“*”结合，说明这个函数的返回值是一个指针。由于前面还有一个int，也就是说，pfun是一个返回值为整型指针的函数。

我们不妨来再看一看，指针函数与函数指针有什么区别？

int (*pfun)(int, int);

通过括号强行将pfun首先与“*”结合，也就意味着，pfun是一个指针，接着与后面的“()”结合，说明该指针指向的是一个函数，然后再与前面的int结合，也就是说，该函数的返回值是int。由此可见，pfun是一个指向返回值为int的函数的指针。

虽然它们只有一个括号的差别，但是表示的意义却截然不同。函数指针的本身是一个指针，指针指向的是一个函数。指针函数的本身是一个函数，其函数的返回值是一个指针。

2. 用函数指针作为函数的返回值

在上面提到的指针函数里面，有这样一类函数，它们也返回指针型数据（地址），但是这个指针不是指向int、char之类的基本类型，而是指向函数。对于初学者，别说写出这样的函数声明，就是看到这样的写法也是一头雾水。比如,下面的语句：

int (*ff(int))(int *, int);

我们用上面介绍的方法分析一下，ff首先与后面的“()”结合，即：

int (*(ff(int)))(int *, int); //
用括号将ff(int)再括起来

也就意味着，ff是一个函数。

接着与前面的“*”结合，说明ff函数的返回值是一个指针。然后再与后面的“()”结合，也就是说，该指针指向的是一个函数。

这种写法确实让人非常难懂，以至于一些初学者产生误解，认为写出别人看不懂的代码才能显示自己水平高。而事实上恰好相反，能否写出通俗易懂的代码是衡量程序员是否优秀的标准。一般来说，用typedef关键字会使该声明更简单易懂。在前面我们已经见过：

int (*PF)(int *, int);

也就是说，PF是一个函数指针“变量”。当使用typedef声明后，则PF就成为了一个函数指针“类型”，即：

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

这样就定义了返回值的类型。然后，再用PF作为返回值来声明函数:

PF ff(int);

下面将以程序清单1为例，说明用函数指针作为函数的返回值的用法。当程序接收用户输入时，如果用户输入d，则求数组的最大值，如果输入x，则求数组的最小值，如果输入p，则求数组的平均值。

程序清单 1 求最值与平均值示例

1 #include<stdio.h>

2 #include <assert.h>

3 double GetMin(double *dbData, int iSize) // 求最小值

4 {

5 double dbMin;

6 int i;

7

8 assert(iSize>0);

9 dbMin=dbData[0];

10 for (i=1; i<iSize; i++){

11 if (dbMin>dbData[i]) {

12 dbMin=dbData[i];

13 }

14 }

15 return dbMin;

16 }

17

18 double GetMax(double *dbData, int iSize) // 求最大值

19 {

20 double dbMax;

21 int i;

22

23 assert(iSize>0);

24 dbMax=dbData[0];

25 for (i=1; i<iSize; i++){

26 if (dbMax< dbData[i]) {

27 dbMax=dbData[i];

28 }

29 }

30 return dbMax;

31 }

32

33 double GetAverage(double *dbData, int iSize) // 求平均值

34 {

35 double dbSum=0;

36 int i;

37

38 assert(iSize>0);

39 for (i=0; i<iSize; i++)

40 {

41 dbSum+=dbData[i];

42 }

43 return dbSum/iSize;

44 }

45

46 double UnKnown(double *dbData, int iSize) // 未知算法

47 {

48 return 0;

49 }

50

51 typedef double (*PF)(double *dbData, int iSize); // 定义函数指针类型

52 PF GetOperation(char c)
// 根据字符得到操作类型，返回函数指针

53 {

54 switch (c)

55 {

56 case 'd':

57 return GetMax;

58 case 'x':

59 return GetMin;

60 case 'p':

61 return GetAverage;

62 default:

63 return UnKnown;

64 }

65 }

66

67 int main(void)

68 {

69 double dbData[]={3.1415926, 1.4142, -0.5,999, -313, 365};

70 int iSize=sizeof(dbData)/sizeof(dbData[0]);

71 char c;

72

73 printf("Please input the Operation :\n");

74 c=getchar();

75 printf("result is %lf\n", GetOperation(c)(dbData,iSize)); // 通过函数指针调用函数

76 }

上述程序中前面4个函数分别实现求最大值、最小值、平均值和未知算法，然后实现了GetOperation函数。这个函数根据字符的返回值实现上面4个函数。它是以函数指针的形式返回的，从后面的main函数的GetOperation(c)(dbData, iSize)可以看出，通过这个指针可以调用函数。