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更新時間: 2018-10-21

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typedef

typedef是在C和C++編程語言中一個關鍵字。它用來對一個資料類型起一個新名字。目的是為了使源代碼更易於閱讀和理解。在計算機編程語言中用來為複雜的聲明定義簡單的別名,與宏定義有些差異。它本身是一種存儲類的關鍵字,與auto、extern、mutable、static、register等關鍵字不能出現在同一個表達式中。

中文名:typedef
性質:聲明定義存儲:存儲類的關鍵字
差別:與宏定義有些差異

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1 用法總結/typedef 編輯

如何創建平台無關的數據類型,隱藏笨拙且難以理解的語法?

使用typedef為現有類型創建同義字,定義易於記憶的類型名

typedef使用最多的地方是創建易於記憶的類型名,用它來歸檔程序員的意圖。類型出現在所聲明的變數名字中,位於「typedef」關鍵字右邊。例如:

typedef int size;

此聲明定義了一個int的同義字,名字為size。注意typedef並不創建新的類型。它僅僅為現有類型添加一個同義字。你可以在任何需要int的上下文中使用size:

void measure(size * psz);

size array;

typedeftypedef

size len = file.getlength();

std::vector vs;

typedef 還可以掩飾複合類型,如指針和數組。

例如,你不用像下面這樣重複定義有 81 個字元元素的數組:

char line;

char text;

定義一個 typedef,每當要用到相同類型和大小的數組時,可以這樣:

typedef char Line;

此時Line類型即代表了具有81個元素的字元數組,使用方法如下:

Line text, secondline;

getline(text);

同樣,可以像下面這樣隱藏指針語法:

typedef char * pstr;

int mystrcmp(pstr, pstr);

這裡將帶我們到達第一個 typedef 陷阱。標準函數 strcmp()有兩個『 const char *'類型的參數。因此,它可能會誤導人們像下面這樣聲明 mystrcmp():

int mystrcmp(const pstr, const pstr);

用GNU的gcc和g++編譯器,是會出現警告的,按照順序,『const pstr'被解釋為『char* const『(一個指向char的指針常量),兩者表達的並非同一意思(詳見C++ Primer 第四版 P112)。

char * const cp : 定義一個指向字元的指針常數,即const指針,常指針。

const char* p : 定義一個指向字元常數的指針,即常量指針。

char const* p : 等同於const char* p。

為了得到正確的類型,應當如下聲明:

typedef const char* pstr;

2 語言用法/typedef 編輯

基本解釋

typedef為C語言的關鍵字,作用是為一種數據類型定義一個新名字。這裡的數據類型包括內部數據類型(int,char等)和自定義的數據類型(struct等)。

在編程中使用typedef目的一般有兩個,一個是給變數一個易記且意義明確的新名字,另一個是簡化一些比較複雜的類型聲明。

至於typedef有什麼微妙之處,請你接著看下面對幾個問題的具體闡述。

2. typedef & 結構的問題

當用下面的代碼定義一個結構時,編譯器報了一個錯誤,為什麼呢?莫非C語言不允許在結構中包含指向它自己的指針嗎?請你先猜想一下,然後看下文說明:

typedef struct tagNode

{

char *pItem;

pNode pNext;

} *pNode;

分析:

1、typedef的最簡單使用

typedef long byte_4;

給已知數據類型long起個新名字,叫byte_4。

2、 typedef與結構結合使用

typedef struct tagMyStruct

{

int iNum;

long lLength;

} MyStruct;

這語句實際上完成兩個操作:

1) 定義一個新的結構類型

struct tagMyStruct

{

int iNum;

long lLength;

};

分析:tagMyStruct稱為「tag」,即「標籤」,實際上是一個臨時名字,struct關鍵字和tagMyStruct一起,構成了這個結構類型,不論是否有typedef,這個結構都存在。

我們可以用struct tagMyStruct varName來定義變數,但要注意,使用tagMyStruct varName來定義變數是不對的,因為struct 和tagMyStruct合在一起才能表示一個結構類型。

2) typedef為這個新的結構起了一個名字,叫MyStruct。

typedef struct tag MyStruct MyStruct;

因此,MyStruct實際上相當於struct tagMyStruct,我們可以使用MyStruct varName來定義變數。

答案與分析

C語言當然允許在結構中包含指向它自己的指針,我們可以在建立鏈表等數據結構的實現上看到無數這樣的例子,上述代碼的根本問題在於typedef的應用。

根據我們上面的闡述可以知道:新結構建立的過程中遇到了pNext域的聲明,類型是pNode,要知道pNode表示的是類型的新名字,那麼在類型本身還沒有建立完成的時候,這個類型的新名字也還不存在,也就是說這個時候編譯器根本不認識pNode。

解決這個問題的方法有多種:

1)、

typedef struct tagNode

{

char *pItem;

struct tagNode *pNext;

} *pNode;

2)、

typedeftypedef

typedef struct tagNode *pNode;

struct tagNode

{

char *pItem;

pNode pNext;

};

注意:在這個例子中,你用typedef給一個還未完全聲明的類型起新名字。C語言編譯器支持這種做法。

3)、規範做法:

struct tagNode

{

char *pItem;

struct tagNode *pNext;

};

typedef struct tagNode *pNode;

3. typedef & #define的問題

有下面兩種定義pStr數據類型的方法,兩者有什麼不同?哪一種更好一點?

typedef char* pStr;

#define pStr char*;

答案與分析:

通常講,typedef要比#define要好,特別是在有指針的場合。請看例子:

typedef char* pStr1;

#define pStr2 char *

pStr1 s1, s2;

pStr2 s3, s4;

在上述的變數定義中,s1、s2、s3都被定義為char *,而s4則定義成了char,不是我們所預期的指針變數,根本原因就在於#define只是簡單的字元串替換而typedef則是為一個類型起新名字。

上例中define語句必須寫成 pStr2 s3, *s4; 這這樣才能正常執行。

#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);

}

以下程序的輸出結果是: 36。

因為如此原因,在許多C語言編程規範中提到使用#define定義時,如果定義中包含表達式,必須使用括弧,則上述定義應該如下定義才對:

#define f(x) (x*x)

當然,如果你使用typedef就沒有這樣的問題。

4. typedef & #define的另一例

下面的代碼中編譯器會報一個錯誤,你知道是哪個語句錯了嗎?

typedef char * pStr;

char string = "abc";

const char *p1 = string;

const pStr p2 = string;

p1++;

p2++;

答案與分析:

是p2++出錯了。這個問題再一次提醒我們:typedef和#define不同,它不是簡單的文本替換。上述代碼中const pStr p2並不等於const char * p2。const pStr p2和const long x本質上沒有區別,都是對變數進行只讀限制,只不過此處變數p2的數據類型是我們自己定義的而不是系統固有類型而已。因此,const pStr p2的含義是:限定數據類型為char *的變數p2為只讀,因此p2++錯誤。

#define與typedef引申談

1) #define宏定義有一個特別的長處:可以使用 #ifdef ,#ifndef等來進行邏輯判斷,還可以使用#undef來取消定義。

2) typedef也有一個特別的長處:它符合範圍規則,使用typedef定義的變數類型其作用範圍限制在所定義的函數或者文件內(取決於此變數定義的位置),而宏定義則沒有這種特性。

5. typedef & 複雜的變數聲明

在編程實踐中,尤其是看別人代碼的時候,常常會遇到比較複雜的變數聲明,使用typedef作簡化自有其價值,比如:

下面是三個變數的聲明,我想使用typdef分別給它們定義一個別名,請問該如何做?

>1:int *(*a)(int, char*);

>2:void (*b) (void (*)());

>3. double(*(*pa))();

答案與分析:

對複雜變數建立一個類型別名的方法很簡單,你只要在傳統的變數聲明表達式里用類型名替代變數名,然後把關鍵字typedef加在該語句的開頭就行了。

>1:int *(*a)(int, char*);

//pFun是我們建的一個類型別名

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

//使用定義的新類型來聲明對象,等價於int* (*a)(int, char*);

pFun a;

>2:void (*b) (void (*)());

//首先為上面表達式藍色部分聲明一個新類型

typedef void (*pFunParam)();

//整體聲明一個新類型

typedef void (*pFun)(pFunParam);

//使用定義的新類型來聲明對象,等價於void (*b) (void (*)());

pFun b;

>3. double(*(*pa))();

//首先為整體聲明一個新類型

typedef double(*pFun)();

//再為上面表達式藍色部分聲明一個新類型

typedef pFun (*pFunParam);

//使用定義的新類型來聲明對象,等價於double(*(*pa))();

pFunParam pa;

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3 代碼簡化/typedef 編輯

上面討論的 typedef 行為有點像 #define 宏,用其實際類型替代同義字。不同點是 typedef 在編譯時被解釋,因此讓編譯器來應付超越預處理器能力的文本替換。例如:

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

這個聲明引入了 PF 類型作為函數指針的同義字,該函數有兩個 const char * 類型的參數以及一個 int 類型的返回值。如果要使用下列形式的函數聲明,那麼上述這個 typedef 是不可或缺的:

PF Register(PF pf);

Register() 的參數是一個 PF 類型的回調函數,返回某個函數的地址,其署名與先前註冊的名字相同。做一次深呼吸。下面我展示一下如果不用 typedef,我們是如何實現這個聲明的:

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

(const char *, const char *);

typedeftypedef

很少有程序員理解它是什麼意思,更不用說這種費解的代碼所帶來的出錯風險了。顯然,這裡使用 typedef 不是一種特權,而是一種必需。持懷疑態度的人可能會問:"OK,有人還會寫這樣的代碼嗎?",快速瀏覽一下揭示 signal()函數的頭文件 ,一個有同樣介面的函數。

typedef 和存儲類關鍵字(storage class specifier)

這種說法是不是有點令人驚訝,typedef 就像 auto,extern,mutable,static,和 register 一樣,是一個存儲類關鍵字。這並不是說 typedef 會真正影響對象的存儲特性;它只是說在語句構成上,typedef 聲明看起來象 static,extern 等類型的變數聲明。下面將帶到第二個陷阱:

typedef register int FAST_COUNTER; // 錯誤

編譯通不過。問題出在你不能在聲明中有多個存儲類關鍵字。因為符號 typedef 已經佔據了存儲類關鍵字的位置,在 typedef 聲明中不能用 register(或任何其它存儲類關鍵字)。

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4 平台開發/typedef 編輯

typedef 有另外一個重要的用途,那就是定義機器無關的類型,例如,你可以定義一個叫 REAL 的浮點類型,在目標機器上它可以獲得最高的精度:

typedef long double REAL;

在不支持 long double 的機器上,該 typedef 看起來會是下面這樣:

typedef double REAL;

並且,在連 double 都不支持的機器上,該 typedef 看起來會是這樣:、

typedef float REAL;

你不用對源代碼做任何修改,便可以在每一種平台上編譯這個使用 REAL 類型的應用程序。唯一要改的是 typedef 本身。在大多數情況下,甚至這個微小的變動完全都可以通過奇妙的條件編譯來自動實現。不是嗎? 標準庫廣泛地使用 typedef 來創建這樣的平台無關類型:size_t,ptrdiff 和 fpos_t 就是其中的例子。此外,象 std::string 和 std::ofstream 這樣的 typedef 還隱藏了長長的,難以理解的模板特化語法,例如:basic_string,allocator> 和 basic_ofstream>。

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