typedef

本文详细介绍了C/C++中typedef的四大用途,包括定义类型别名、帮助简化复杂声明、定义平台无关类型以及在旧C代码中简化struct声明。此外,还特别提醒了使用typedef时可能遇到的两个常见陷阱。

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”。

### typedef 的基本概念 `typedef` 是 C 和 C++ 中用于为已有数据类型创建别名的关键字,其主要作用是提高代码可读性和维护性,尤其在处理复杂类型声明时更为有效[^2]。通过 `typedef` 定义的名称并不是新类型,而是现有类型的同义词。 --- ### 基本语法格式 ```cpp typedef 已有类型名 新类型别名; ``` 该语句将“新类型别名”作为“已有类型名”的别名,在后续代码中可以像使用原始类型一样使用这个别名[^4]。 --- ### 常见用法示例 #### 1. 为基础数据类型定义别名 常用于简化跨平台开发中的类型管理: ```cpp typedef unsigned long ulong; typedef unsigned int uint32_t; typedef char* string_ptr; ulong value = 100UL; // 使用 ulong 替代 unsigned long string_ptr str = "hello"; // str 是指向字符的指针 ``` 这种方式提升了代码简洁度并增强了移植性[^2]。 #### 2. 为结构体定义别名 传统 C 风格下需重复书写 `struct` 关键字,而 `typedef` 可消除冗余: ```cpp typedef struct { int x; int y; } Point; // 此后可以直接使用 Point 而无需 struct 关键字 Point p1 = {1, 2}; Point p2 = {.x = 3, .y = 4}; // 支持指定初始化(C99及以上) ``` 此方法广泛应用于嵌入式编程和图形计算等领域[^2]。 #### 3. 同时定义多个别名(含指针) 可以在一条 `typedef` 语句中为同一基础类型定义多种变体: ```cpp typedef int MyInt, *IntPtr, (&RefToInt)[5]; MyInt i = 10; // 等价于 int i = 10; IntPtr pi = &i; // 等价于 int* pi = &i; int arr[5] = {}; RefToInt ref_arr = arr; // 引用数组(高级用法) ``` 注意:此处 `IntPtr` 成为了 `int*` 的别名,体现了 `typedef` 对复合类型的灵活支持[^5]。 #### 4. 函数指针类型的别名定义 这是 `typedef` 最强大的应用场景之一——封装复杂的函数签名: ```cpp typedef int (*CompareFunc)(const void*, const void*); // 示例回调函数匹配 CompareFunc 类型 int compare_ints(const void* a, const void* b) { return (*(int*)a - *(int*)b); } // qsort 接受 CompareFunc 类型参数 #include <cstdlib> extern "C" void qsort(void* base, size_t num, size_t size, CompareFunc cmp); int numbers[] = {5, 2, 8, 1}; qsort(numbers, 4, sizeof(int), compare_ints); ``` 上述方式极大提高了接口抽象能力与调用安全性[^2]。 #### 5. 结合枚举、联合体使用 ```cpp typedef enum Color { RED, GREEN, BLUE } Color; Color background = RED; typedef union Data { int i; float f; double d; } Data; Data data; data.i = 42; // 当前活跃成员为整数 ``` 此类组合常见于协议解析或硬件寄存器映射场景[^3]。 --- ### 注意事项与陷阱 - **不引入新类型**:`typedef` 创建的是别名而非独立类型,因此不能实现类型安全检查。 - **易混淆的指针别名写法**: ```cpp typedef char* StringPtr; StringPtr s1, s2; // 实际效果等价于 char* s1, s2 → s2 并非指针! ``` 若希望两者均为指针,应分别声明或改用现代风格(如 using 或容器类)。 - **宏替换差异**:相比预处理器指令 `#define`,`typedef` 遵循作用域规则且由编译器解析,更安全可靠[^3]。 --- ### C++ 中替代方案 —— `using` 自 C++11 起推荐使用更具表达力的 `using` 语法代替部分 `typedef` 场景: ```cpp using IntPtr = int*; template<typename T> using Vec = std::vector<T>; Vec<int> vec{1, 2, 3}; // 更清晰地表示模板别名 ``` 尽管如此,`typedef` 在遗留系统和标准库兼容方面仍具重要地位。 ---
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