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为现有类型创建别名,定义易于记忆的类型名
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:
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,const char*的意思是创建一个指向char类型的指针且不能更改指向地址上的值,而char* const则是不能更改指向的地址;
char* const p:定义一个指向字符的指针常数,即const指针,常量指针。
const char* p:定义一个指向字符型常量的指针。
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:
1
#define f(x)((x)*(x))
当然,如果你使用typedef就没有这样的问题。
4.typedefdefine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(只有函数后面才跟形参圆括号),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,此处就是声明函数。
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.double(* (*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 (*)());
//首先为上面表达式加粗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])();
//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>。