关于#define、typedef、using（C++11）

最新推荐文章于 2025-03-12 13:47:34 发布

Jeff_

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分类专栏： C/C++ 嵌入式

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一、#define

在题主的例子的这种用法里, 它就是个文本替换工具, 预处理器完成的, 无脑替换, 跟word里的replace一模一样, 不关编译器的事. 只需要注意下面几点：

1.宏定义

#是宏，处理的时候位于编译前阶段，宏处理器基本上对你的C/C++程序不会有任何的感知。它只处理宏的语法。而编译阶段的“程序”得到的是宏处理完的结果。#define 没有参加编译，在预处理的时候就被替换掉了。

当替换列表中含有多个字符的时候，最好的将替换列表用圆括号括起来。也可以定义一些简单的函数，但因为只是简单的替换，有时候会发生一些错误，谨慎使用，在替换列表中的各个参数最好使用圆括号括起来。

#define maxnum  1000
#define add(a,b) (a+b) //此处要打括号，不然执行A*add(a,b)*C 会变成 A*a+b*C

3.条件编译

通过#define (windows、debug)，可以选择需要编译的代码，这在跨平台或者调试的时候有很好的帮助。

#ifdef  windows
...
#else
...
#endif
#ifdef debug
...
...
#endif

4、文件包含

在引入头文件的过程中，由于头文件往往会互相包含，因此容易出现重复包含定义的问题。

#ifndef _HEADFILE_
#define _HEADFILE_
...
...
#endif

需要注意的是：宏定义是字符串的置换替代，当参数是表达式或带有负号时会引入2义性，所以要多用括号。

#include "stdio.h"
#define SQR(x) x*x

int main()
{
	int a, k =3;
	a = SQR(k + 1);      //k+1*k+1=2k+1
        a = ++SQR(k + 1);    //++k+1*k+1=4+1*4+1
	printf("%d\n", a);
}

二、typedef

typedef是编译阶段的一部分，参加编译和链接。它的意义是单一的。

Bjarne Stroustrup在其著作的《the design and evolution of c++》中有一个关于typedef的小例子

typedef int P();
typedef int Q();
class X {
    static P(Q); // 将Q定义为P,等价于static int Q(), Q周围的括号是多余的
                
                 // Q不再是一个类型而变成了一个函数

    static Q(P); // 将Q定义为函数,采用P类型的论证方式
                 // 返回值为int,等价于static int Q(int ())
};

解释将在后面第一点提出。

这是一个极好的例子, 先问一下 typedef int P()到底做了什么? 其实是:

declares a function type P as returning an int and taking no arguments. 将函数类型P声明为int型返回，并且不带参数。

我们再来看下书中对其的定义

Typedef does not work like typedef [type] [new name]. The [new name] part does not always come at the end. Typedef不像 typedef [type] [new name]那样工作。 [new name]部分并不总是在最后。

You should look at it this way: if [some declaration] declares a variable, typedef [same declaration] would define a type. 你应该这样看：如果[some declaration]声明一个变量，typedef [same declaration]会定义一个类型。

看我标黑的这句话, 总结一下就是: 任何声明变量的语句前面加上typedef之后，原来是变量的都变成一种类型。不管这个声明中的标识符号出现在中间还是最后.

然后，我们需要了解需要理解『模板』和『类型』之间的不同。仔细体会这句话：模板是用来产生类型的。在传统 C++中，typedef 可以为类型定义一个新的名称，但是却没有办法为模板定义一个新的名称。因为，模板不是类型。例如：

template< typename T, typename U, int value>
class SuckType {
public:
    T a;
    U b;
    SuckType():a(value),b(value){}
};
template< typename U>
typedef SuckType<std::vector<int>, U, 1> NewType; // 不合法

而C++11 使用 using 引入了下面这种形式的写法，并且同时支持对传统 typedef 相同的功效，我们下面再说。

回到typedef，我们先简单看个例子理解下它的好处：

更多小知识：

1.typedef 定义的新类型, 使用时可以省略括号。

typedef int NUM;
NUM a = 10; // 也可写成`NUM(a) = 10;`
NUM(b) = 12; // 也可写成`NUM b = 12;`

现在回过头看:

typedef int P();
static P(Q);

P是一个新定义的function类型, 它返回值为int, 无参数; P(Q)实际上等价于P Q, 声明Q是一个返回值为int, 无参数的函数.

2.使用

typedef int x; // 定义了一个名为x的int类型
typedef int *p; //定义了一个名为p的指针类型, 它指向int
typedef struct{char c;} s; // 定义名为s的struct结构体类型
typedef class{private: int x; public: int y;} MyClass；  //类类型


//下面这些的标识符不一定放在最后
typedef int A[];  // 定义一个名为A的ints数组的类型
typedef int f(); // 定义一个名为f, 参数为空, 返回值为int的函数类型
typedef int g(int); // 定义一个名为g, 含一个int参数, 返回值为int行的函数类型

这玩意有什么用呢?
我们都知道C++语言里, 函数都是先声明后使用的(除非在使用之前定义), 看以下例子:

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>

typedef int P(); // 简单的
typedef void Q(int *p, const std::string& s1, const std::string& s2, size_t size, bool is_true); // 复杂的

class X {
public:
	P(eat_shit); // 等价于声明`int eat_shit();`
	Q(bullshit); // 等价于声明`void bullshit(int *p, const string& s1, const string& s2, size_t size, bool is_true);`
};

int main() {
	X *xx;
	std::cout <<"shit ret:"<< xx->eat_shit() << std::endl;
	int a[] = { 1, 3, 4, 5, 7 };
	xx->bullshit(a, "foo", "bar", sizeof(a) / sizeof(int), true);

	system("pause");
	return 0;
}

int X::eat_shit() {
	return 888;
}

void X::bullshit(int *p, const std::string& s1, const std::string& s2, size_t size, bool is_true) {
	std::cout << "s1: " << s1 << ", s2: " << s2 << ", size: " << size << std::endl;
	std::cout << "elems:" << std::endl;
	for (int i = 0; i < size; i++) {
		std::cout << *p++, (i == size - 1) ? "" : ",";
	}
	std::cout << std::endl;
}

三、using

另外，在 C++11 标准中，引入了新的为类型取别名的关键字 using，可以用来代替 typedef，而且更好理解：

typedef int (*process)(void *);  // 定义了一个返回类型为 int，参数为 void* 的函数指针类型，名字叫做 process
using process = int(*)(void *); // 同上, 更加直观

template <typename T>
using NewType = SuckType<int, T, 1>;    // 合法

using iArr = int [6];
using pNode = Node *;
using pfunc = int (*) (int a, int b);

从可读性上 using 好于 typedef 。此外 typedef 和 using 不是完全等价的，using 可以用来给模板取别买，typdef 则不行。

template <typename T>
using Vec = MyVector<T, MyAlloc<T>>;

// usage
Vec<int> ivec;

用起来非常自然。若是使用 typedef，则是这样：

template <typename T>
typedef MyVector<T, MyAlloc<T>> Vec;

// usage
Vec<int> vec;

编译的时候，会得到类似 error: a typedef cannot be a template 的错误信息。

总结起来，你只要弄懂了复杂声明，typedef 就很好理解！

此外，在 C++11 中推荐使用 using 代替 typedef。

参考链接：GNU Documents

https://whu-pzhang.github.io/define-and-typedef/

https://www.zhihu.com/question/29798061/answer/144423125 作者：平头哥半导体