C语言typedef的用法（转）

Posted 2020-06-30 章无忌

http://www.cnblogs.com/afarmer/archive/2011/05/05/2038201.html

一.基本概念剖析

int* (*a[5])(int, char*);       //＃1 
void (*b[10]) (void (*)()); //＃2 
double(*)() (*pa)[9];          //＃3

1．C语言中函数声明和数组声明。函数声明一般是这样： 
int fun(int, double); 
对应函数指针（pointer to function）的声明是这样： 
int (*pf)(int, double)； 
可以这样使用： 
pf = &fun;       //赋值（assignment）操作 
(*pf)(5, 8.9);//函数调用操作 
也请注意，C语言本身提供了一种简写方式如下： 
pf = fun;        // 赋值（assignment）操作 
pf(5, 8.9);      // 函数调用操作 
不过我本人不是很喜欢这种简写，它对初学者带来了比较多的迷惑。 
数组声明一般是这样： 
int a[5]； 
对于数组指针（pointer to array）的声明是这样： 
int (*pa)[5]; 
可以这样使用： 
pa = &a；             // 赋值（assignment）操作 
int i = (*pa)[2]； // 将a[2]赋值给i；

2.有了上面的基础，我们就可以对付开头的三只纸老虎了!：） 这个时候你需要复习一下各种运算符的优先顺序和结合顺序了，顺便找本书看看就够了。 
＃1：int* (*a[5])(int, char*); 
首先看到标识符名a，“[]”优先级大于“*”，a与“[5]”先结合。所以a是一个数组，这个数组有5个元素，每一个元素都是一个指针， 
指针指向“(int, char*)”，对，指向一个函数，函数参数是“int, char*”，返回值是“int*”。完毕，我们干掉了第一个纸老虎。：）

＃2：void (*b[10]) (void (*)()); 
b是一个数组，这个数组有10个元素，每一个元素都是一个指针，指针指向一个函数，函数参数是“void (*)()”【注1】，返回值是“void”。完毕！ 
注1：这个参数又是一个指针，指向一个函数，函数参数为空，返回值是“void”。

＃3：double(*)()(*pa)[9]; 
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“double(*)()”【也即一个指针，指向一个函数，函数参数为空，返回值是“double

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＃1：int* (*a[5])(int, char*); 
typedef int* (*PF)(int, char*);//PF是一个类型别名【注2】。 
PF a[5];//跟int* (*a[5])(int, char*);的效果一样！ 
注2：很多初学者只知道typedef char* pchar；但是对于typedef的其它用法不太了解。Stephen Blaha对typedef用法做过一个总结：“建立一个类型别名的方法很简单，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”。

＃2：void (*b[10])(void (*)()); 
typedef void (*pfv)(); 
typedef void (*pf_taking_pfv)(pfv); 
pf_taking_pfv b[10]; //跟void (*b[10]) (void (*)());的效果一样！

＃3. double(*)()(*pa)[9]; 
typedef double(*PF)(); 
typedef PF (*PA)[9]; 
PA pa; //跟doube(*)()(*pa)[9];的效果一样！

3.const和volatile在类型声明中的位置。 
在这里我只说const，volatile是一样的!【注3】 
注3：顾名思义，volatile修饰的量就是很容易变化，不稳定的量，它可能被其它线程，操作系统，硬件等等在未知的时间改变， 
所以它被存储在内存中，每次取用它的时候都只能在内存中去读取，它不能被编译器优化放在内部寄存器中。 
类型声明中const用来修饰一个常量，我们一般这样使用：const在前面： 

const int； //int是const 
const char*;//char是const  常量指针，即所指对象内容是常量
char* const;//*（指针）是const   指针常量，指针本身为常量，不能改变其指向
const char* const;//char和*都是const 
对初学者，const char*和 char* const是容易混淆的。这需要时间的历练让你习惯它。 上面的声明有一个对等的写法：const在后面： 
int const； //int是const 
char const*;//char是const 
char* const;//*（指针）是const 
char const* const;//char和*都是const

 

第一次你可能不会习惯，但新事物如果是好的，我们为什么要拒绝它呢？：）const在后面有两个好处： 
A．const所修饰的类型正好是在它前面的那一个。如果这个好处还不能让你动心的话，那请看下一个！ 
B．我们很多时候会用到typedef的类型别名定义。比如typedef char* pchar，如果用const来修饰的话，

当const在前面的时候，就是const pchar，你会以为它就是const char* ，但是你错了，它的真实含义是char* const。 
是不是让你大吃一惊！但如果你采用const在后面的写法，意义就怎么也不会变，不信你试试！ 
不过，在真实项目中的命名一致性更重要。不过在开始一个新项目的时候，你可以考虑优先使用const在后面的习惯用法。

二.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,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. 
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(); 
typedef 还可以掩饰复合类型，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： 
int mystrcmp(const pstr, const pstr); 
这是错误的，事实上，const pstr被编译器解释为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); 
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。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）。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>。

 

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 
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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”。

”】。(注意typedef int* p[9]与typedef int(*p)[9]的区别，前者定义一个数组，此数组包含9个int*类型成员，而后者定义一个指向数组的指针，即数组指针，被指向的数组包含9个int类型成员)。 
现在是不是觉得要认识它们是易如反掌，工欲善其事，必先利其器！我们对这种表达方式熟悉之后，就可以用“typedef”来简化这种类型声明。