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牧笔临风

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揭秘 typedef四用途与两陷阱  

2012-12-14 10:35:30|  分类: C |  标签: |举报 |字号 订阅

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转自:http://niehan.blog.techweb.com.cn/archives/325.html

typedef用来声明一个别名,typedef后面的语法,是一个声明。本来笔者以为这里不会产生什么误解的,但结果却出乎意料,产生误解的人不在少数。罪魁祸首又是那些害人的教材。在这些教材中介绍typedef的时候通常会写出如下形式: typedef int PARA; 这种形式跟#define int PARA几乎一样,如前面几章所述,这些教材的宗旨是由浅入深,但实际做出来的行为却是以偏盖全。的确,这种形式在所有形式中是最简单的,但却没有对 typedef进一步解释,使得不少人用#define的思维来看待typedef,把int与PARA分开来看,int是一部分,PARA是另一部分,但实际上根本就不是这么一回事。int与PARA是一个整体!就象int i:声明一样是一个整体声明,只不过int i定义了一个变量,而typedef定义了一个别名。

  这些人由于持有这种错误的观念,就会无法理解如下一些声明:
typedef int a[10]; 
typedef void (*p)(void); 
他们会以为a[10]是int的别名,(*p)(void)是void的别名,但这样的别名看起来又似乎不是合法的名字,于是陷入困惑之中。实际上,上面的语句把a声明为具有10个int元素的数组的类型别名,p是一种函数指针的类型别名。 虽然在功能上,typedef可以看作一个跟int PARA分离的动作,但语法上typedef属于存储类声明说明符,因此严格来说,typedef int PARA整个是一个完整的声明。 定义一个函数指针类型。 比如原函数是 void func(void); 那么定义的函数指针类型就是typedef void (*Fun)(void); 然后用此类型生成一个指向函数的指针: Fun func1; 当func1获取函数地址之后,那么你就可以向调用原函数那样来使用这个函数指针: func1(void);

  一、用途和陷阱

  用途一:

  定义一种类型的别名,而不只是简单的宏替换。可以用作同时声明指针型的多个对象。比如:

  char* pa, pb; // 这多数不符合我们的意图,它只声明了一个指向字符变量的指针,

  // 和一个字符变量;

  以下则可行:

  typedef char* PCHAR; // 一般用大写

  PCHAR pa, pb; // 可行,同时声明了两个指向字符变量的指针

  虽然:

  char *pa, *pb;

  也可行,但相对来说没有用typedef的形式直观,尤其在需要大量指针的地方,typedef的方式更省事。

  用途二:

  用在旧的C代码中(具体多旧没有查),帮助struct。以前的代码中,声明struct新对象时,必须要带上struct,即形式为: struct 结构名 对象名,如:

  struct tagPOINT1

  {

  int x;

  int y;

  };

  struct tagPOINT1 p1;

  而在C++中,则可以直接写:结构名 对象名,即:

  tagPOINT1 p1;

  估计某人觉得经常多写一个struct太麻烦了,于是就发明了:

  typedef struct tagPOINT

  {

  int x;

  int y;

  }POINT;

  POINT p1; // 这样就比原来的方式少写了一个struct,比较省事,尤其在大量使用的时候

  或许,在C++中,typedef的这种用途二不是很大,但是理解了它,对掌握以前的旧代码还是有帮助的,毕竟我们在项目中有可能会遇到较早些年代遗留下来的代码。

  用途三:

  用typedef来定义与平台无关的类型。

  比如定义一个叫 REAL 的浮点类型,在目标平台一上,让它表示最高精度的类型为:

  typedef long double REAL;

  在不支持 long double 的平台二上,改为:

  typedef double REAL;

  在连 double 都不支持的平台三上,改为:

  typedef float REAL;

  也就是说,当跨平台时,只要改下 typedef 本身就行,不用对其他源码做任何修改。

  标准库就广泛使用了这个技巧,比如size_t。

  另外,因为typedef是定义了一种类型的新别名,不是简单的字符串替换,所以它比宏来得稳健(虽然用宏有时也可以完成以上的用途)。

  用途四:

  为复杂的声明定义一个新的简单的别名。方法是:在原来的声明里逐步用别名替换一部分复杂声明,如此循环,把带变量名的部分留到最后替换,得到的就是原声明的最简化版。举例:

  1. 原声明:int *(*a[5])(int, char*);

  变量名为a,直接用一个新别名pFun替换a就可以了:

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

  原声明的最简化版:

  pFun a[5];

  2. 原声明:void (*b[10]) (void (*)());

  变量名为b,先替换右边部分括号里的,pFunParam为别名一:

  typedef void (*pFunParam)();

  再替换左边的变量b,pFunx为别名二:

  typedef void (*pFunx)(pFunParam);

  原声明的最简化版:

  pFunx b[10];

  3. 原声明:doube(*)() (*e)[9];

  变量名为e,先替换左边部分,pFuny为别名一:

  typedef double(*pFuny)();

  再替换右边的变量e,pFunParamy为别名二

  typedef pFuny (*pFunParamy)[9];

  原声明的最简化版:

  pFunParamy e;

  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

  ———————————

  陷阱一:

  记住,typedef是定义了一种类型的新别名,不同于宏,它不是简单的字符串替换。比如:

  先定义:

  typedef char* PSTR;

  然后:

  int mystrcmp(const PSTR, const PSTR);

  const PSTR实际上相当于const char*吗?不是的,它实际上相当于char* const。

  原因在于const给予了整个指针本身以常量性,也就是形成了常量指针char* const。

  简单来说,记住当const和typedef一起出现时,typedef不会是简单的字符串替换就行。

  陷阱二:

  typedef在语法上是一个存储类的关键字(如auto、extern、mutable、static、register等一样),虽然它并不真正影响对象的存储特性,如:

  typedef static int INT2; //不可行

  编译将失败,会提示“指定了一个以上的存储类”。

  二、typedef和#define的用法与区别

  1、typedef的用法

  在C/C++语言中,typedef常用来定义一个标识符及关键字的别名,它是语言编译过程的一部分,但它并不实际分配内存空间,实例像:

  typedef int INT;

  typedef int ARRAY[10];

  typedef (int*) pINT;

  typedef可以增强程序的可读性,以及标识符的灵活性,但它也有“非直观性”等缺点。

  2、#define的用法

  #define为一宏定义语句,通常用它来定义常量(包括无参量与带参量),以及用来实现那些“表面似和善、背后一长串”的宏,它本身并不在编译过程中进行,而是在这之前(预处理过程)就已经完成了,但也因此难以发现潜在的错误及其它代码维护问题,它的实例像:

  #define INT int

  #define TRUE 1

  #define Add(a,b) ((a)+(b));

  #define Loop_10 for (int i=0; i<10; i++)

  在Scott Meyer的Effective C++一书的条款1中有关于#define语句弊端的分析,以及好的替代方法,大家可参看。

  3、typedef与#define的区别

  从以上的概念便也能基本清楚,typedef只是为了增加可读性而为标识符另起的新名称(仅仅只是个别名),而#define原本在C中是为了定义常量,到了C++,const、enum、inline的出现使它也渐渐成为了起别名的工具。有时很容易搞不清楚与typedef两者到底该用哪个好,如#define INT int这样的语句,用typedef一样可以完成,用哪个好呢?我主张用typedef,因为在早期的许多C编译器中这条语句是非法的,只是现今的编译器又做了扩充。为了尽可能地兼容,一般都遵循#define定义“可读”的常量以及一些宏语句的任务,而typedef则常用来定义关键字、冗长的类型的别名。

  宏定义只是简单的字符串代换(原地扩展),而typedef则不是原地扩展,它的新名字具有一定的封装性,以致于新命名的标识符具有更易定义变量的功能。请看上面第一大点代码的第三行:

  typedef (int*) pINT;

  以及下面这行:

  #define pINT2 int*

  效果相同?实则不同!实践中见差别:pINT a,b;的效果同int *a; int *b;表示定义了两个整型指针变量。而pINT2 a,b;的效果同int *a, b;表示定义了一个整型指针变量a和整型变量b。

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