揭祕 typedef四用途與兩陷阱

typedef用來聲明一個別名,typedef後面的語法,是一個聲明。本來筆者以爲這裏不會產生什麼誤解的,但結果卻出乎意料,產生誤解的人不在少數。罪魁禍首又是那些害人的教材。在這些教材中介紹typedef的時候通常會寫出如下形式: typedef int PARA; 這種形式跟#define int PARA幾乎一樣,如前面幾章所述,這些教材的宗旨是由淺入深,但實際做出來的行爲卻是以偏蓋全。的確,這種形式在所有形式中是最簡單的,但卻沒有對 typedef進一步解釋,使得不少人用#define的思維來看待typedef,把int與PARA分開來看,int是一部分,PARA是另一部分,但實際上根本就不是這麼一回事。int與PARA是一個整體!就象int i:聲明一樣是一個整體聲明,只不過int i定義了一個變量,而typedef定義了一個別名。

  這些人由於持有這種錯誤的觀念,就會無法理解如下一些聲明:typedef int a[10]; typedef void (*p)(void); 他們會以爲a[10]是int的別名,(*p)(void)是void的別名,但這樣的別名看起來又似乎不是合法的名字,於是陷入困惑之中。實際上,上面的語句把a聲明爲具有10個int元素的數組的類型別名,p是一種函數指針的類型別名。 雖然在功能上,typedef可以看作一個跟int PARA分離的動作,但語法上typedef屬於存儲類聲明說明符,因此嚴格來說,typedef int PARA整個是一個完整的聲明。 定義一個函數指針類型。 比如原函數是 void func(void); 那麼定義的函數指針類型就是typedef void (*Fun)(void); 然後用此類型生成一個指向函數的指針: Fun func1; 當func1獲取函數地址之後,那麼你就可以向調用原函數那樣來使用這個函數指針: func1(void);

  一、用途和陷阱

  用途一:

  定義一種類型的別名,而不只是簡單的宏替換。可以用作同時聲明指針型的多個對象。比如:

  char* pa, pb; // 這多數不符合我們的意圖,它只聲明瞭一個指向字符變量的指針,

  // 和一個字符變量;

  以下則可行:

  typedef char* PCHAR; // 一般用大寫

  PCHAR pa, pb; // 可行,同時聲明瞭兩個指向字符變量的指針

  雖然:

  char *pa, *pb;

  也可行,但相對來說沒有用typedef的形式直觀,尤其在需要大量指針的地方,typedef的方式更省事。

  用途二:

  用在舊的C代碼中(具體多舊沒有查),幫助struct。以前的代碼中,聲明struct新對象時,必須要帶上struct,即形式爲: struct 結構名 對象名,如:

  struct tagPOINT1

  {

  int x;

  int y;

  };

  struct tagPOINT1 p1;

  而在C++中,則可以直接寫:結構名 對象名,即:

  tagPOINT1 p1;

估計某人覺得經常多寫一個struct太麻煩了,於是就發明了:

  typedef struct tagPOINT

  {

  int x;

  int y;

  }POINT;

  POINT p1; // 這樣就比原來的方式少寫了一個struct,比較省事,尤其在大量使用的時候

  或許,在C++中,typedef的這種用途二不是很大,但是理解了它,對掌握以前的舊代碼還是有幫助的,畢竟我們在項目中有可能會遇到較早些年代遺留下來的代碼。

  用途三:

  用typedef來定義與平臺無關的類型。

  比如定義一個叫 REAL 的浮點類型,在目標平臺一上,讓它表示最高精度的類型爲:

  typedef long double REAL;

在不支持 long double 的平臺二上,改爲:

  typedef double REAL;

  在連 double 都不支持的平臺三上,改爲:

  typedef float REAL;

  也就是說,當跨平臺時,只要改下 typedef 本身就行,不用對其他源碼做任何修改。

  標準庫就廣泛使用了這個技巧,比如size_t。

  另外,因爲typedef是定義了一種類型的新別名,不是簡單的字符串替換,所以它比宏來得穩健(雖然用宏有時也可以完成以上的用途)。

  用途四:

  爲複雜的聲明定義一個新的簡單的別名。方法是:在原來的聲明裏逐步用別名替換一部分複雜聲明,如此循環,把帶變量名的部分留到最後替換,得到的就是原聲明的最簡化版。舉例:

  1. 原聲明:int *(*a[5])(int, char*);

  變量名爲a,直接用一個新別名pFun替換a就可以了:

  typedef int *(*pFun)(int, char*);

  原聲明的最簡化版:

  pFun a[5];

  2. 原聲明:void (*b[10]) (void (*)());

  變量名爲b,先替換右邊部分括號裏的,pFunParam爲別名一:

  typedef void (*pFunParam)();

  再替換左邊的變量b,pFunx爲別名二:

  typedef void (*pFunx)(pFunParam);

  原聲明的最簡化版:

  pFunx b[10];

  3. 原聲明:doube(*)() (*e)[9];

  變量名爲e,先替換左邊部分,pFuny爲別名一:

  typedef double(*pFuny)();

  再替換右邊的變量e,pFunParamy爲別名二

  typedef pFuny (*pFunParamy)[9];

  原聲明的最簡化版:

  pFunParamy e;

  理解複雜聲明可用的“右左法則”:從變量名看起,先往右,再往左,碰到一個圓括號就調轉閱讀的方向;括號內分析完就跳出括號,還是按先右後左的順序,如此循環,直到整個聲明分析完。舉例:

  int (*func)(int *p);

  首先找到變量名func,外面有一對圓括號,而且左邊是一個*號,這說明func是一個指針;然後跳出這個圓括號,先看右邊,又遇到圓括號,這說明(*func)是一個函數,所以func是一個指向這類函數的指針,即函數指針,這類函數具有int*類型的形參,返回值類型是int。

  int (*func[5])(int *);

  func右邊是一個[]運算符,說明func是具有5個元素的數組;func的左邊有一個*,說明func的元素是指針(注意這裏的*不是修飾 func,而是修飾func[5]的,原因是[]運算符優先級比*高,func先跟[]結合)。跳出這個括號,看右邊,又遇到圓括號,說明func數組的元素是函數類型的指針,它指向的函數具有int*類型的形參,返回值類型爲int。

  也可以記住2個模式:

  type (*)(….)函數指針

  type (*)[]數組指針

  ———————————

  陷阱一:

  記住,typedef是定義了一種類型的新別名,不同於宏,它不是簡單的字符串替換。比如:

  先定義:

  typedef char* PSTR;

  然後:

  int mystrcmp(const PSTR, const PSTR);

  const PSTR實際上相當於const char*嗎?不是的,它實際上相當於char* const。

  原因在於const給予了整個指針本身以常量性,也就是形成了常量指針char* const。

  簡單來說,記住當const和typedef一起出現時,typedef不會是簡單的字符串替換就行。

  陷阱二:

  typedef在語法上是一個存儲類的關鍵字(如auto、extern、mutable、static、register等一樣),雖然它並不真正影響對象的存儲特性,如:

  typedef static int INT2; //不可行

  編譯將失敗,會提示“指定了一個以上的存儲類”。

  二、typedef和#define的用法與區別

  1、typedef的用法

  在C/C++語言中,typedef常用來定義一個標識符及關鍵字的別名,它是語言編譯過程的一部分,但它並不實際分配內存空間,實例像:

  typedef int INT;

  typedef int ARRAY[10];

  typedef (int*) pINT;

  typedef可以增強程序的可讀性,以及標識符的靈活性,但它也有“非直觀性”等缺點。

  2、#define的用法

  #define爲一宏定義語句,通常用它來定義常量(包括無參量與帶參量),以及用來實現那些“表面似和善、背後一長串”的宏,它本身並不在編譯過程中進行,而是在這之前(預處理過程)就已經完成了,但也因此難以發現潛在的錯誤及其它代碼維護問題,它的實例像:

  #define INT int

  #define TRUE 1

  #define Add(a,b) ((a)+(b));

  #define Loop_10 for (int i=0; i<10; i++)

  在Scott Meyer的Effective C++一書的條款1中有關於#define語句弊端的分析,以及好的替代方法,大家可參看。

  3、typedef與#define的區別

  從以上的概念便也能基本清楚,typedef只是爲了增加可讀性而爲標識符另起的新名稱(僅僅只是個別名),而#define原本在C中是爲了定義常量,到了C++,const、enum、inline的出現使它也漸漸成爲了起別名的工具。有時很容易搞不清楚與typedef兩者到底該用哪個好,如#define INT int這樣的語句,用typedef一樣可以完成,用哪個好呢?我主張用typedef,因爲在早期的許多C編譯器中這條語句是非法的,只是現今的編譯器又做了擴充。爲了儘可能地兼容,一般都遵循#define定義“可讀”的常量以及一些宏語句的任務,而typedef則常用來定義關鍵字、冗長的類型的別名。

  宏定義只是簡單的字符串代換(原地擴展),而typedef則不是原地擴展,它的新名字具有一定的封裝性,以致於新命名的標識符具有更易定義變量的功能。請看上面第一大點代碼的第三行:

  typedef (int*) pINT;

  以及下面這行:

  #define pINT2 int*

  效果相同?實則不同!實踐中見差別:pINT a,b;的效果同int *a; int *b;表示定義了兩個整型指針變量。而pINT2 a,b;的效果同int *a, b;表示定義了一個整型指針變量a和整型變量b。


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