C++ typedef用法详解
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typedef的语法描述
在现实生活中,信息的概念可能是长度,数量和面积等。在C语言中,信息被抽象为int、float和 double等基本数据类型。从基本数据类型名称上,不能够看出其所代表的物理属性,并且int、float和double为系统关键字,不可以修改。为 了解决用户自定义数据类型名称的需求,C语言中引入类型重定义语句typedef,可以为数据类型定义新的类型名称,从而丰富数据类型所包含的属性信息。
typedef的语法描述
typedef 类型名称 类型标识符;
typedef为系统保留字,“类型名称”为已知数据类型名称,包括基本数据类型和用户自定义数据类型,“类型标识符”为新的类型名称。例如:
typedef double LENGTH;
typedef unsigned int COUNT;
定义新的类型名称之后,可像基本数据类型那样定义变量。例如:
typedef unsigned int COUNT;
unsigned int b;
COUNT c;
typedef 的主要应用形式
typedef 的主要应用有如下的几种形式:
1) 为基本数据类型定义新的类型名。
2) 为自定义数据类型(结构体、公用体和枚举类型)定义简洁的类型名称。
3) 为数组定义简洁的类型名称。
4) 为指针定义简洁的名称。
为基本数据类型定义新的类型名
typedef unsigned int COUNT;
typedef double AREA;
此种应用的主要目的,首先是丰富数据类型中包含的属性信息,其次是为了系统移植的需要,稍后详细描述。
为自定义数据类型(结构体、公用体和枚举类型)定义简洁的类型名称。例如:
struct Point
{
double x;
double y;
double z;
};
struct Point oPoint1={100,100,0};
struct Point oPoint2;
其中结构体struct Point为新的数据类型,在定义变量的时候均要有保留字struct,而不能像int和double那样直接使用Point来定义变量。如果经过如下的修改,
typedef struct tagPoint
{
double x;
double y;
double z;
} Point;
定义变量的方法可以简化为
Point oPoint;
由于定义结构体类型有多种形式,因此可以修改如下:
typedef struct
{
double x;
double y;
double z;
} Point;
为数组定义简洁的类型名称。例如,定义三个长度为5的整型数组,
int a[10],b[10],c[10],d[10];
在C语言中,可以将长度为10的整型数组看作为一个新的数据类型,再利用typedef为其重定义一个新的名称,可以更加简洁形式定义此种类型的变量,具体的处理方式如下:
typedef int INT_ARRAY_10[10];
typedef int INT_ARRAY_20[20];
INT_ARRAY_10 a,b,c,d;
INT_ARRAY_20 e;
其中INT_ARRAY_10和INT_ARRAY_20为新的类型名,10 和20 为数组的长度。a,b,c,d均是长度为10的整型数组,e是长度为20的整型数组。
为指针定义简洁的名称。首先为数据指针定义新的名称,例如
typedef char * STRING;
STRING csName={“Jhon”};
其次,可以为函数指针定义新的名称,例如
typedef int (*MyFUN)(int a,intb);
其中MyFUN代表指向函数的指针类型的新名称。例如
typedef int (*MyFUN)(int a,intb);
int Max(int a,int b);
MyFUN pMyFun;// 此处原文是MyFUN *pMyFun,编译有误,因为MyFUN类型本身就是指针类型。
pMyFun= Max;
使用typedef注意的问题
在使用typedef时,应当注意如下的问题:
1) typedef的目的是为已知数据类型增加一个新的名称。因此并没有引入新的数据类型。
2) typedef 只适于类型名称定义,不适合变量的定义。
3) typedef 与#define具有相似的之处,但是实质不同。
提示#define AREA double 与typedef double AREA 可以达到相同的效果。但是其实质不同,#define为预编译处理命令,主要定义常量,此常量可以为任何的字符及其组合,在编译之前,将此常量出现的所有位置,用其代表的字符或字符组合无条件的替换,然后进行编译。typedef是为已知数据类型增加一个新名称,其原理与使用intdouble等保留字一致。
typedef和define具体的详细区别
1) #define是预处理指令,在编译预处理时进行简单的替换,不作正确性检查,不关含义是否正确照样带入,只有在编译已被展开的源程序时才会发现可能的错误并报错。例如: #define PI 3.1415926 程序中的:area=PI*r*r 会替换为3.1415926*r*r 如果你把#define语句中的数字9 写成字母g 预处理也照样带入。
2)typedef是在编译时处理的。它在自己的作用域内给一个已经存在的类型一个别名,但是You cannot use the typedef specifier insidea function definition。
3)typedef int * int_ptr与 #define int_ptr int * 作用都是用int_ptr代表 int * ,但是二者不同,正如前面所说 ,#define在预处理 时进行简单的替换,而typedef不是简单替换 ,而是采用如同定义变量的方法那样来声明一种类型。也就是说;
//refer to (xzgyb(老达摩))
#define int_ptr int*
int_ptr a, b; //相当于int * a, b; 只是简单的宏替换
typedef int*int_ptr;
int_ptr a, b; //a,b 都为指向int的指针,typedef为int* 引入了一个新的助记符
这也说明了为什么下面观点成立
//QunKangLi(维护成本与程序员的创造力的平方成正比)
typedef int * pint;
#define PINT int *
那么:
const pint p ;//p不可更改,但p指向的内容可更改
const PINT p ;//p可更改,但是p指向的内容不可更改。
pint是一种指针类型 const pint p 就是把指针给锁住了 p不可更改
而const PINT p 是const int * p 锁的是指针p所指的对象。
3)也许您已经注意到#define 不是语句 不要在行末加分号,否则会连分号一块置换。
typedef的四个用途和两个陷阱
用途一:
定义一种类型的别名,而不只是简单的宏替换。可以用作同时声明指针型的多个对象。比如:
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; // 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,但相对来说没有用typedef的形式直观,尤其在需要大量指针的地方,typedef的方式更省事。
用途二:用在旧的C代码中(具体多旧没有查),帮助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,如:
struct tagPOINT1
{ int x; int y; };
struct tagPOINT1 p1;
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; // 这样就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
或许,在C++中,typedef的这种用途二不是很大,但是理解了它,对掌握以前的旧代码还是有帮助的,毕竟我们在项目中有可能会遇到较早些年代遗留下来的代码。
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 longdouble 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。方法是:在原来的声明里逐步用别名替换一部分复杂声明,如此循环,把带变量名的部分留到最后替换,得到的就是原声明的最简化版。举例:
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];
2. 原声明:void(*b[10]) (void (*)());
变量名为b,先替换右边部分括号里的,pFunParam为别名一:
typedef void (*pFunParam)();
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];
3. 原声明:doube(*)()(*e)[9];
变量名为e,先替换左边部分,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;
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:
type (*)(....)函数指针
type (*)[]数组指针
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: intmystrcmp(const PSTR, const PSTR);
const PSTR实际上相当于constchar*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”。
typedef 定义函数指针
关于C++中函数指针的使用(包含对typedef用法的讨论)
(一)简单的函数指针的应用
//形式1:返回类型(*函数名)(参数表)
char(*pFun)(int);
char glFun(inta){ return;}
void main()
{
pFun = glFun;
(*pFun)(2);
}
第一行定义了一个指针变量pFun。首先我们根据前面提到的“形式1”认识到它是一个指向某种函数的指针,这种函数参数是一个int型,返回值是char类型。只有第一句我们还无法使用这个指针,因为我们还未对它进行赋值。
第二行定义了一个函数glFun()。该函数正好是一个以int为参数返回char的函数。我们要从指针的层次上理解函数——函数的函数名实际上就是一个指针,函数名指向该函数的代码在内存中的首地址。
然后就是可爱的main()函数了,它的第一句您应该看得懂了——它将函数glFun的地址赋值给变量pFun。main()函数的第二句中“*pFun”显然是取pFun所指向地址的内容,当然也就是取出了函数glFun()的内容,然后给定参数为2。
(二)使用typedef更直观更方便
//形式2:typedef 返回类型(*新类型)(参数表)
typedef char (*PTRFUN)(int);
PTRFUN pFun;
charglFun(int a){ return;}
voidmain()
{
pFun = glFun;
(*pFun)(2);
}
typedef的功能是定义新的类型。第一句就是定义了一种PTRFUN的类型,并定义这种类型为指向某种函数的指针,这种函数以一个int为参数并返回char类型。后面就可以像使用int,char一样使用PTRFUN了。
第二行的代码便使用这个新类型定义了变量pFun,此时就可以像使用形式1一样使用这个变量了。
三)在C++类中使用函数指针。
//形式3:typedef 返回类型(类名::*新类型)(参数表)
class CA
{
public:
char lcFun(int a){ return; }
};
CA ca;
typedef char (CA::*PTRFUN)(int);
PTRFUN pFun;
void main()
{
pFun = CA::lcFun;
ca.(*pFun)(2);
}
在这里,指针的定义与使用都加上了“类限制”或“对象”,用来指明指针指向的函数是那个类的。这里的类对象也可以是使用new得到的。比如:
CA *pca =new CA;
pca->(*pFun)(2);
delete pca;
而且这个类对象指针可以是类内部成员变量,你甚至可以使用this指针。比如:
类CA有成员变量PTRFUN m_pfun;
void CA::lcFun2()
{
(this->*m_pFun)(2);
}
一句话,使用类成员函数指针必须有“->*”或“.*”的调用。
C语言基础之typedef的问题
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。
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:
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。 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;
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:
#definef(x) (x*x)
当然,如果你使用typedef就没有这样的问题。
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,constpStr 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。
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。
>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;