typedef详解

Posted 2020-07-22

第一、四个用途

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的代码中（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

第二、两大陷阱

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”。

以上资料出自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_4826f7970100074k.html 作者：赤龙

第三、typedef 与 #define的区别

案例一：

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。

案例二：

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++;

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const long x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。

第四部分资料：使用 typedef 抑制劣质代码

作者：Danny Kalev
编译：MTT 工作室

原文出处：Using typedef to Curb Miscreant Code

摘要：Typedef 声明有助于创建平台无关类型，甚至能隐藏复杂和难以理解的语法。不管怎样，使用 typedef 能为代码带来意想不到的好处，通过本文你可以学习用 typedef 避免缺欠，从而使代码更健壮。

typedef 声明，简称 typedef，为现有类型创建一个新的名字。比如人们常常使用 typedef 来编写更美观和可读的代码。所谓美观，意指 typedef 能隐藏笨拙的语法构造以及平台相关的数据类型，从而增强可移植性和以及未来的可维护性。本文下面将竭尽全力来揭示 typedef 强大功能以及如何避免一些常见的陷阱。

Q：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?

A： 使用 typedefs 为现有类型创建同义字。

定义易于记忆的类型名
　　typedef 使用最多的地方是创建易于记忆的类型名，用它来归档程序员的意图。类型出现在所声明的变量名字中，位于 ‘‘typedef‘‘ 关键字右边。例如：

typedef int size;

此声明定义了一个 int 的同义字，名字为 size。注意 typedef 并不创建新的类型。它仅仅为现有类型添加一个同义字。你可以在任何需要 int 的上下文中使用 size：

void measure(size * psz); size array[4];size len = file.getlength();std::vector <size> vs; 

typedef 还可以掩饰符合类型，如指针和数组。例如，你不用象下面这样重复定义有 81 个字符元素的数组：

char line[81];char text[81];

定义一个 typedef，每当要用到相同类型和大小的数组时，可以这样：

typedef char Line[81]; Line text, secondline;getline(text);

同样，可以象下面这样隐藏指针语法：

typedef char * pstr;int mystrcmp(pstr, pstr);

这里将带我们到达第一个 typedef 陷阱。标准函数 strcmp()有两个‘const char *’类型的参数。因此，它可能会误导人们象下面这样声明 mystrcmp()：

int mystrcmp(const pstr, const pstr); 

这是错误的，按照顺序，‘const pstr’被解释为‘char * const’（一个指向 char 的常量指针），而不是‘const char *’（指向常量 char 的指针）。这个问题很容易解决：

typedef const char * cpstr; int mystrcmp(cpstr, cpstr); // 现在是正确的

记住：不管什么时候，只要为指针声明 typedef，那么都要在最终的 typedef 名称中加一个 const，以使得该指针本身是常量，而不是对象。

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 <csinal>，一个有同样接口的函数。

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）。

促进跨平台开发
　　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i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<char, char_traits<char>，allocator<char>> 和 basic_ofstream<char, char_traits<char>>。