结构体定义 typedef struct 用法详解和小结

  typedef可以声明新的类型名来代替已有的类型名,但却不能增加新的类型。     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,一个是给变量提供一个易记且意义明确的新名字(类型有新别名,方便变量的定义),另一个是简化一些比较复杂的类型声明。

typedef是类型定义的意思。typedef struct 是为了使用这个结构体方便。
具体区别在于:
若struct node {}这样来定义结构体的话。在申请node 的变量时,需要这样写,struct node n;
若用typedef,可以这样写,typedef struct node{}NODE; 。在申请变量时就可以这样写,NODE n;
区别就在于使用时,是否可以省去struct这个关键字。


一,

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。
另外这里也可以不写Student(于是也不能struct Student stu1;了)

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;

二,

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

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;

三,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。

四,C/C++中typedef struct和struct的用法

struct _x1 { …}x1; 和 typedef struct _x2{ …} x2; 有什么不同?
其实, 前者是定义了类_x1和_x1的对象实例x1, 后者是定义了类_x2和_x2的类别名x2 ,
所以它们在使用过程中是有取别的.请看实例1.

[知识点]

结构也是一种数据类型, 可以使用结构变量, 因此, 象其它 类型的变量一样, 在使用结构变量时要先对其定义。
定义结构变量的一般格式为:
struct 结构名
{
类型 变量名;
类型 变量名;

} 结构变量;
结构名是结构的标识符不是变量名。
另一种常用格式为:
typedef struct 结构名
{
类型 变量名;
类型 变量名;

} 结构别名;
另外注意: 在C中,struct不能包含函数。在C++中,对struct进行了扩展,可以包含函数。

实例1: struct.cpp
#include 
using namespace std;
typedef struct _point{
int x;
int y;
}point; //定义类,给类一个别名
struct _hello{
int x,y;
} hello; //同时定义类和对象
int main()
{
point pt1;
pt1.x = 2;
pt1.y = 5;
cout<< "ptpt1.x=" << pt1.x << "pt.y=" <<pt1.y <<endl;
//hello pt2;
//pt2.x = 8;
//pt2.y =10;
//cout<<"pt2pt2.x="<< pt2.x <<"pt2.y="<
//上面的hello pt2;这一行编译将不能通过. 为什么?
//因为hello是被定义了的对象实例了.
//正确做法如下: 用hello.x和hello.y
hello.x = 8;
hello.y = 10;
cout<< "hellohello.x=" << hello.x << "hello.y=" <<hello.y <<endl;
return 0;
}

五,问答

Q: 用struct和typedef struct 定义一个结构体有什么区别?为什么会有两种方式呢?

struct Student{
	int a;
} stu;

typedef struct Student2{
	int a;
}stu2;

A:
事实上,这个东西是从C语言中遗留过来的,typedef可以定义新的复合类型或给现有类型起一个别名,在C语言中,如果你使用

struct xxx
{
}; 的方法,使用时就必须用 struct xxx var 来声明变量,而使用

typedef struct
{
}的方法 就可以写为 xxx var;

不过在C++中已经没有这回事了,无论你用哪一种写法都可以使用第二种方式声明变量,这个应该算是C语言的糟粕。

六,用法小结

1、四个用途

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。

#include 
using namespace std;
 
 
typedef int *one, *two;
 
int main()
{
 
one a = NULL;
two b = NULL;
 
 
return 0;
}

用途二:

用在旧的C的代码中(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 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。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

2、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”。

3、typedef 与 #define的区别

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。

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。

4,使用 typedef 抑制劣质代码

Typedef 声明有助于创建平台无关类型,甚至能隐藏复杂和难以理解的语法。不管怎样,使用 typedef 能为代码带来意想不到的好处,通过本文你可以学习用 typedef 避免缺欠,从而使代码更健壮。
typedef 声明,简称 typedef,为现有类型创建一个新的名字。比如人们常常使用 typedef 来编写更美观和可读的代码。所谓美观,意指 typedef 能隐藏笨拙的语法构造以及平台相关的数据类型,从而增强可移植性和以及未来的可维护性。本文下面将竭尽全力来揭示 typedef 强大功能以及如何避免一些常见的陷阱。

Q:如何创建平台无关的数据类型,隐藏笨拙且难以理解的语法?

A: 使用 typedefs 为现有类型创建同义字。

定义易于记忆的类型名
  typedef 使用最多的地方是创建易于记忆的类型名,用它来归档程序员的意图。类型出现在所声明的变量名字中,位于 ““typedef”” 关键字右边。例如:

typedef int size;
此声明定义了一个 int 的同义字,名字为 size。注意 typedef 并不创建新的类型。它仅仅为现有类型添加一个同义字。你可以在任何需要 int 的上下文中使用 size:

void measure(size * psz);
size array[4];size len = file.getlength();
std::vector vs;
typedef 还可以掩饰符合类型,如指针和数组。例如,你不用象下面这样重复定义有 81 个字符元素的数组:

char line[81];char text[81];
定义一个 typedef,每当要用到相同类型和大小的数组时,可以这样:

typedef char Line[81]; Line text, secondline;getline(text);
同样,可以象下面这样隐藏指针语法:

typedef char * pstr;int mystrcmp(pstr, pstr);
这里将带我们到达第一个 typedef 陷阱。标准函数 strcmp()有两个‘const char *’类型的参数。因此,它可能会误导人们象下面这样声明 mystrcmp():

int mystrcmp(const pstr, const pstr);
这是错误的,按照顺序,‘const pstr’被解释为‘char * const’(一个指向 char 的常量指针),而不是‘const char *’(指向常量 char 的指针)。这个问题很容易解决:

typedef const char * cpstr; int mystrcmp(cpstr, cpstr); // 现在是正确的
记住:不管什么时候,只要为指针声明 typedef,那么都要在最终的 typedef 名称中加一个 const,以使得该指针本身是常量,而不是对象。

代码简化
  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。

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)。

促进跨平台开发
  typedef 有另外一个重要的用途,那就是定义机器无关的类型,例如,你可以定义一个叫 REAL 的浮点类型,在目标机器上它可以i获得最高的精度:

typedef long double REAL;
在不支持 long double 的机器上,该 typedef 看起来会是下面这样:

typedef double REAL;
并且,在连 double 都不支持的机器上,该 typedef 看起来会是这样: 、

typedef float REAL;
你不用对源代码做任何修改,便可以在每一种平台上编译这个使用 REAL 类型的应用程序。唯一要改的是 typedef 本身。在大多数情况下,甚至这个微小的变动完全都可以通过奇妙的条件编译来自动实现。不是吗? 标准库广泛地使用 typedef 来创建这样的平台无关类型:size_t,ptrdiff 和 fpos_t 就是其中的例子。此外,象 std::string 和 std::ofstream 这样的 typedef 还隐藏了长长的,难以理解的模板特化语法,例如:basic_string 和 basic_ofstream

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