水滴石穿C语言之typedef的问题

　　1. 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; 

　　答案与分析：

　　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;
};

　　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。

　　#define用法例子：

#define f(x) x*x
main( )
{
　int a=6，b=2，c；
　c=f(a) / f(b)；
　printf("%d /n"，c)；
}

　　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：

#define f(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。

（注：关于const的限定内容问题，在本系列第二篇有详细讲解）。

　　#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

　　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. doube(*)() (*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。

　　（注：如果你对有些变量的声明语法感到难以理解，请参阅本系列第十篇的相关内容）。

>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 (*)());
//首先为上面表达式蓝色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. doube(*)() (*pa)[9];
//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doube(*)() (*pa)[9];
pFunParam pa;