C++语言基础——typedef

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：

typedef　struct　tagNode

{
    char*　pItem;
    pNode*　pNext;
}pNode;

分析：

1、typedef的最简单使用

typedef　long　byte_4;

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

typedef　struct　tagMyStruct
{
    int　iNum;
    long　lLength;
}MyStruct;

这语句实际上完成两个操作：

1) 定义一个新的结构类型

struct　tagMyStruct
{
    int　iNum;
    long　lLength;
};

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)、

typedef　struct　tagNode
{
    char*　pItem;
    struct　tagNode*　pNext;
}*pNode;

2)、

typedef　struct　tagNode*　pNode;
struct　tagNode
{
    char*　pItem;
    pNode　pNext;//这边不用pNode* ，pNode 已经表示了struct tagNode*
};

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：

struct　tagNode
{
char*　pItem;
struct　tagNode*　pNext;
};
typedef　struct　tagNode*　pNode;

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？

typedef　char*　pStr;
#define　pStr　char*

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：

typedef　char*　pStr1;
#define　pStr2　char*
pStr1　s1,s2;
pStr2　s3,s4;

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：

#include <stdio.h>
#define f(x) x*x
int main(void)
{
    int a=6, b=2, c;
    c = f(a) / f(b);
    printf("%d\n", c);
    return 0;
}

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：

#definef(x)((x)*(x))

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？

typedef char *pStr;
char string[4]="abc";
const char *p1=string;
const pStr p2=string;
p1++;
p2++;

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. 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])() [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”。