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关于typedef创建同义字(类型名定义)

2016-08-04 11:41 633 查看


搬运自百度百科,不得不说百度百科良心介绍。




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 还可以掩饰复合类型,如指针数组

例如,你不用像下面这样重复定义有 81 个字符元素的数组:

只需这样定义,Line类型即代表了具有81个元素的字符数组,使用方法如下:

同样,可以像下面这样隐藏指针语法:

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),而事实上,const
char*和char* const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。

为了得到正确的类型,应当如下声明:


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:

分析:

1、typedef的最简单使用

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

这语句实际上完成两个操作:

1) 定义一个新的结构类型

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)、

2)、

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:

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?

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:

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; 这样才能正常执行。

#define用法例子:

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:

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?

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pStr const p2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

理解复杂声明可用的“右左法则”:

  从变量名看起,先往右,再往左,碰到一个圆括号就调转阅读的方向;括号内分析完就跳出括号,还是按先右后左的顺序,如此循环,直到整个声明分析完。举例:

  int (*func)(int *p);

  首 先找到变量名func,外面有一对圆括号,而且左边是一个*号,这说明func是一个指针;然后跳出这个圆括号,先看右边,又遇到圆括号,这说明 (*func)是一个函数,所以func是一个指向这类函数的指针,即函数指针,这类函数具有int*类型的形参,返回值类型是int。

  int (*func[5])(int *);

  func 右边是一个[]运算符,说明func是具有5个元素的数组;func的左边有一个*,说明func的元素是指针(注意这里的*不是修饰func,而是修饰 func[5]的,原因是[]运算符优先级比*高,func先跟[]结合)。跳出这个括号,看右边,又遇到圆括号,说明func数组的元素是函数类型的指 针,它指向的函数具有int*类型的形参,返回值类型为int。

也可以记住2个模式:

type (*)(....)函数指针

type (*)[]数组指针

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. double(*[1] (*pa)[9])()[2] ;

//首先为上面表达式蓝色部分声明一个新类型

typedef double(*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double(*(*pa)[9])();

pFunParam pa;

pa是一个指针,指针指向一个数组,这个数组有9个元素,每一个元素都是“doube(*)()”--也即一个指针,指向一个函数,函数参数为空,返回值是“double”。


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(PF pf);

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。注意这里Register被定义为一个函数而不是函数指针,如果要定义为函数指针应该这样写:int (*(*Register) (int (*pf)(const char *, const char *))) (const char *, const char
*);

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 register int 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)。


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 long double REAL;

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

typedef double REAL;

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

typedef float REAL;

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>。
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