C语言基础知识：typedef关键字及其与#define的区别

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1、typedef是什么？

typedef是C语言中一个关键字，作用是用来定义（或者叫重命名类型）；

百度百科：typedef是在计算机编程语言中用来为复杂的声明定义简单的别名，它与宏定义有些差异。它本身是一种存储类的关键字，与auto、extern、mutable、static、register等关键字不能出现在同一个表达式中。

C语言中的类型一共有2种：一种是编译器定义的原生类型（基础数据类型，如int、double之类的）；第二种是用户自定义类型，不是语言自带的是程序员自己定义的（譬如数组类型、结构体类型、函数类型·····）。

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2、使用typedef的目的？

【目的】有时候自定义类型太长了，用起来不方便，所以用typedef给它重命名一个短点的名字,可以省去一些代码重复劳动的麻烦，比如可以用函数指针pType代替typedef char * (*pType)(char*, const char*);，这样子就可以在下面通过typedef重定义的函数指针类型pType来定义一个新的函数指针了。

【注意】typedef是给类型重命名，也就是说typedef加工出来的都是类型，而不是变量。下面通过typedef来重定义一些类型

//函数指针
typedef char * (*pType)(char*, const char*);   //用函数指针pType作为一种类型代替这很长的语句
//注意pType书写的位置；是typedef char * (*pType)(char*, const char*); 而不是 typedef char * (*)(char*, const char*)  pType;  

//函数指针数组
typedef char * (*pType[5])(char*, const char*);

//函数指针数组指针
typedef char * (*(*pType2)[5])(char*, const char*); //这种实际应该几乎为0，只是理论上存在

通过上面已经同typedef重定义好的函数指针类型pType，来定义一个新的函数指针

pType p1;	=//效果等同 char *(*p1)(char*, const char*);

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3、typedef的四个用途

这里所谓的四个用途摘自文章：https://blog.csdn.net/andrewniu/article/details/80566324，就我个人而言，这四个用法只是对typedef用法的具体法，typedef的根本功能(本质)是为复杂数据类型的声明定义简单的别名。

用途一：定义一种类型的别名，而不只是简单的宏替换。

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; // 注意一般用大写
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，但用typedef更直观，尤其在需要大量指针的地方

用途二：旧的C代码中，偷懒省略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
struct tagPOINT1  
{  
    int x;  
    int y;  
};  
struct tagPOINT1 p1;   // 声明struct新对象

//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  

//在C++中，typedef的这种用途作用不大，但理解了它，对掌握以前的旧代码还是有帮助的

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

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：typedef (*)(....)   //函数指针 
                                  typedef (*)[]       //数组指针

【补充】这个用途已经在本文的第二部分“2.使用typedef的目的”中描述，这里再举三个例子详细说明：

//例子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];

//例子2. 原声明：
void (*b[10]) (void (*)());     //形参是一个函数指针
//变量名为b，先替换右边部分括号里的，即 (void (*)())部分，pFunParam为别名一：
typedef void (*pFunParam)();   //pFunParam是一个函数指针类型
//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];

//例子3. 原声明：
doube(*)() (*e)[9]; 
//变量名为e，先替换左边部分,即doube(*)()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;

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4、typedef 两大陷阱

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”。

5、typedef 与 #define的区别

根本区别：#define只是简单的字符串替换，而typedef则是为一个类型起新名字。

【案例一】：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。这一点在本文的“typedef的四个用途”的用途1说明过。

【案例二】：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++;  

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。