语言用法
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。
使用typedef为现有类型创建别名,定义易于记忆的类型名
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例如,你不用像下面这样重复定义有 81 个字符元素的数组:
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只需这样定义,Line类型即代表了具有81个元素的字符数组,使用方法如下:
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同样,可以像下面这样隐藏指针语法:
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用GNU的gcc和g++编译器,是会出现警告的,按照顺序,“const pstr”被解释为“char* const”(一个指向char的指针常量),而事实上,const char*和char* const表达的并非同一意思,const char*的意思是创建一个指向char类型的指针且不能更改指向地址上的值,而char* const则是不能更改指向的地址;
char* const p : 定义一个指向字符的指针常数,即const指针,常量指针。
const char* p :定义一个指向字符型常量的指针。
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:
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分析:
1、typedef的最简单使用
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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
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这语句实际上完成两个操作:
1) 定义一个新的结构类型
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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)、
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2)、
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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:
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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?
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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:
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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:
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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:
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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?
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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(只有函数后面才跟形参圆括号),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,此处就是声明函数。
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”。
代码简化
编辑
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 ,一个有同样接口的函数。注意这里Register被定义为一个函数而不是函数指针,如果要定义为函数指针应该这样写:int (*(*Register) (int (*pf)(const char *, const char *))) (const char *, const char *);
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)。
使用 typedef 关键字来定义自己习惯的数据类型名称,来替代系统默认的基本类型名称、数组类型名称、指针类型名称与用户自定义的结构型名称、共用型名称、枚举型名称等。一旦用户在程序中定义了自己的数据类型名称,就可以在该程序中用自己的数据类型名称来定义变量的类型、数组的类型、指针变量的类型与函数的类型等。
例如,C 语言在 C99 之前并未提供布尔类型,但我们可以使用 typedef 关键字来定义一个简单的布尔类型,如下面的代码所示:
- typedef int BOOL;
- #define TRUE 1
- #define FALSE 0
定义好之后,就可以像使用基本类型数据一样使用它了,如下面的代码所示:
- BOOL bflag=TRUE;
typedef的4种用法
在实际使用中,typedef 的应用主要有如下4种。
1) 为基本数据类型定义新的类型名
也就是说,系统默认的所有基本类型都可以利用 typedef 关键字来重新定义类型名,示例代码如下所示:
- typedef unsigned int COUNT;
而且,我们还可以使用这种方法来定义与平台无关的类型。比如,要定义一个叫 REAL 的浮点类型,在目标平台一上,让它表示最高精度的类型,即:
- typedef long double REAL;
在不支持 long double 的平台二上,改为:
- typedef double REAL;
甚至还可以在连 double 都不支持的平台三上,改为:
- typedef float REAL;
这样,当跨平台移植程序时,我们只需要修改一下 typedef 的定义即可,而不用对其他源代码做任何修改。其实,标准库中广泛地使用了这个技巧,比如 size_t 在 VC++2010 的 crtdefs.h 文件中的定义如下所示:
- #ifndef _SIZE_T_DEFINED
- #ifdef _WIN64
- typedef unsigned __int64 size_t;
- #else
- typedef _W64 unsigned int size_t;
- #endif
- #define _SIZE_T_DEFINED
- #endif
2) 为自定义数据类型(结构体、共用体和枚举类型)定义简洁的类型名称
以结构体为例,下面我们定义一个名为 Point 的结构体:
- struct Point
- {
- double x;
- double y;
- double z;
- };
在调用这个结构体时,我们必须像下面的代码这样来调用这个结构体:
- struct Point oPoint1={100,100,0};
- struct Point oPoint2;
在这里,结构体 struct Point 为新的数据类型,在定义变量的时候均要向上面的调用方法一样有保留字 struct,而不能像 int 和 double 那样直接使用 Point 来定义变量。现在,我们利用 typedef 定义这个结构体,如下面的代码所示:
- typedef struct tagPoint
- {
- double x;
- double y;
- double z;
- } Point;
在上面的代码中,实际上完成了两个操作:
1、定义了一个新的结构类型,代码如下所示:
- struct tagPoint
- {
- double x;
- double y;
- double z;
- } ;
其中,struct 关键字和 tagPoint 一起构成了这个结构类型,无论是否存在 typedef 关键字,这个结构都存在。
2、使用 typedef 为这个新的结构起了一个别名,叫 Point,即:
- typedef struct tagPoint Point
因此,现在你就可以像 int 和 double 那样直接使用 Point 定义变量,如下面的代码所示:
- Point oPoint1={100,100,0};
- Point oPoint2;
为了加深对 typedef 的理解,我们再来看一个结构体例子,如下面的代码所示:
- typedef struct tagNode
- {
- char *pItem;
- pNode pNext;
- } *pNode;
从表面上看,上面的示例代码与前面的定义方法相同,所以应该没有什么问题。但是编译器却报了一个错误,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?
其实问题并非在于 struct 定义的本身,大家应该都知道,C 语言是允许在结构中包含指向它自己的指针的,我们可以在建立链表等数据结构的实现上看到很多这类例子。那问题在哪里呢?其实,根本问题还是在于 typedef 的应用。
在上面的代码中,新结构建立的过程中遇到了 pNext 声明,其类型是 pNode。这里要特别注意的是,pNode 表示的是该结构体的新别名。于是问题出现了,在结构体类型本身还没有建立完成的时候,编译器根本就不认识 pNode,因为这个结构体类型的新别名还不存在,所以自然就会报错。因此,我们要做一些适当的调整,比如将结构体中的 pNext 声明修改成如下方式:
- typedef struct tagNode
- {
- char *pItem;
- struct tagNode *pNext;
- } *pNode;
或者将 struct 与 typedef 分开定义,如下面的代码所示:
- typedef struct tagNode *pNode;
- struct tagNode
- {
- char *pItem;
- pNode pNext;
- };
在上面的代码中,我们同样使用 typedef 给一个还未完全声明的类型 tagNode 起了一个新别名。不过,虽然 C 语言编译器完全支持这种做法,但不推荐这样做。建议还是使用如下规范定义方法:
- struct tagNode
- {
- char *pItem;
- struct tagNode *pNext;
- };
- typedef struct tagNode *pNode;
3) 为数组定义简洁的类型名称
它的定义方法很简单,与为基本数据类型定义新的别名方法一样,示例代码如下所示:
- typedef int INT_ARRAY_100[100];
- INT_ARRAY_100 arr;
4) 为指针定义简洁的名称
对于指针,我们同样可以使用下面的方式来定义一个新的别名:
- typedef char* PCHAR;
- PCHAR pa;
对于上面这种简单的变量声明,使用 typedef 来定义一个新的别名或许会感觉意义不大,但在比较复杂的变量声明中,typedef 的优势马上就体现出来了,如下面的示例代码所示:
- int *(*a[5])(int,char*);
对于上面变量的声明,如果我们使用 typdef 来给它定义一个别名,这会非常有意义,如下面的代码所示:
- // PFun是我们创建的一个类型别名
- 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];
小心使用 typedef 带来的陷阱
接下来看一个简单的 typedef 使用示例,如下面的代码所示:
- typedef char* PCHAR;
- int strcmp(const PCHAR,const PCHAR);
在上面的代码中,“const PCHAR” 是否相当于 “const char*” 呢?
答案是否定的,原因很简单,typedef 是用来定义一种类型的新别名的,它不同于宏,不是简单的字符串替换。因此,“const PCHAR”中的 const 给予了整个指针本身常量性,也就是形成了常量指针“char*const(一个指向char的常量指针)”。即它实际上相当于“char*const”,而不是“const char*(指向常量 char 的指针)”。当然,要想让 const PCHAR 相当于 const char* 也很容易,如下面的代码所示:
- typedef const char* PCHAR;
- int strcmp(PCHAR, PCHAR);
其实,无论什么时候,只要为指针声明 typedef,那么就应该在最终的 typedef 名称中加一个 const,以使得该指针本身是常量。
还需要特别注意的是,虽然 typedef 并不真正影响对象的存储特性,但在语法上它还是一个存储类的关键字,就像 auto、extern、static 和 register 等关键字一样。因此,像下面这种声明方式是不可行的:
- typedef static int INT_STATIC;
不可行的原因是不能声明多个存储类关键字,由于 typedef 已经占据了存储类关键字的位置,因此,在 typedef 声明中就不能够再使用 static 或任何其他存储类关键字了。当然,编译器也会报错,如在 VC++2010 中的报错信息为“无法指定多个存储类”。
typedef的语法规则其实很简单,一句话来说就是定义对象的语法前加关键字typedef,剩下的不变,原本定义的对象标识符换成类型标识符,对应语义从定义一个对象改成定义一个类型别名。typedef看起来复杂根本原因是对象定义的语法比较复杂,例如分隔符*和[]的用法。
typedef struct node{
datatype data;
struct node *lchild,*rchild;
}bintnode;
对应的对象定义:
struct node{
datatype data;
struct node *lchild,*rchild;
}bintnode;
去除bintnode来看就是一个类型struct node的完整描述。加上了bintnode来看,表示定义了一个struct node类型的对象bintnode。
现在前面有typedef,因此这个bintnode不是对象名而是类型名。也就是定义了一个类型别名bitnode,实际上指的就是struct node这个完整类型。
typedef定义的类型别名在作用域内和被定义的原类型语义上等价,都是表示同一个类型的名称。这里typedef之后bitnode可以和struct node互相代替(注意在C++中,如果同一命名空间内类型名和对象名没有重复,那么struct可以省略,struct node等价于node)。
更复杂一点的:
struct node{
datatype data;
struct node *lchild,*rchild;
}bintnode, *bintree;
注意定义对象时*修饰对象本身而不是修饰类型。因此这里定义了struct node对象bintnode和struct node*类型的对象bintree。
对应的类型定义:
struct node{
datatype data;
struct node *lchild,*rchild;
}bintnode, *bintree;
这里定义了类型别名bintnode表示完整类型struct node,以及bintree表示类型struct node*。
拆开来就成了
typedef struct node{
datatype data;
struct node *lchild,*rchild;
}bintnode;
typedef bintnode *bintree;
这种写法看起来应该稍微清楚了一点。
至于下面的cirqueue,和上面的bintnode类似,只是这里省略了结构体名称,是一个匿名类型。这样写的主要好处是类型名可以省略struct(C++里面不这样写也可以省略)。
分三块来讲述:
1 首先://注意在C和C++里不同
在C中定义一个结构体类型要用typedef:
typedef struct Student
{
int a;
}Stu;
于是在声明变量的时候就可:Stu stu1;(如果没有typedef就必须用struct Student stu1;来声明)
这里的Stu实际上就是struct Student的别名。Stu==struct Student
另外这里也可以不写Student(于是也不能struct Student stu1;了,必须是Stu stu1;)
typedef struct
{
int a;
}Stu;
但在c++里很简单,直接
struct Student
{
int a;
};
于是就定义了结构体类型Student,声明变量时直接Student stu2;
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2.其次:
在c++中如果用typedef的话,又会造成区别:
struct Student
{
int a;
}stu1;//stu1是一个变量
typedef struct Student2
{
int a;
}stu2;//stu2是一个结构体类型=struct Student
使用时可以直接访问stu1.a
但是stu2则必须先 stu2 s2;
然后 s2.a=10;
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3 掌握上面两条就可以了,不过最后我们探讨个没多大关系的问题
如果在c程序中我们写:
typedef struct
{
int num;
int age;
}aaa,bbb,ccc;
这算什么呢?
我个人观察编译器(VC6)的理解,这相当于
typedef struct
{
int num;
int age;
}aaa;
typedef aaa bbb;
typedef aaa ccc;
也就是说aaa,bbb,ccc三者都是结构体类型。声明变量时用任何一个都可以,在c++中也是如此。但是你要注意的是这个在c++中如果写掉了typedef关键字,那么aaa,bbb,ccc将是截然不同的三个对象。
//此处不是很理解。
typedef struct和struct的区别:
typedef struct tagMyStruct
{
int iNum;
long lLength;
} MyStruct;
上面的tagMyStruct是标识符,MyStruct是变量类型(相当于(int,char等))。
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,不论是否有typedefstruct 关键字和tagMyStruct一起,构成了这个结构类型,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。
2.
typedef struct tagMyStruct
{
int iNum;
long lLength;
} MyStruct;
在C中,这个申明后申请结构变量的方法有两种:
(1)struct tagMyStruct 变量名
(2)MyStruct 变量名
在c++中可以有
(1)struct tagMyStruct 变量名
(2)MyStruct 变量名
(3)tagMyStruct 变量名