【c语言学习笔记十二】typedef详解

一、typedef 介绍

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。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 tepedef 能隐藏笨拙的语法构造以及平台相关的数据类型,从而增强可移植性以及未来的可维护性。

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。

typedef 使用方法如下:

typedef existing_type new_type_name;

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。

typedef的简单应用:

typedef unsigned char BYTE;

BYTE b1, b2;

在这个类型定义之后,标识符 BYTE 可作为类型 unsigned char 的缩写。该定义的作用域取决于 typedef 语句所在的位置。如果定义是在一个函数内部,它的作用域是局部的,限定在那个函数里。如果定义是在函数外部,它将具有全局作用域。

通常,这些定义使用大写字母,以提醒用户这个类型名称实际上是一个符号缩写。不过,您也可以使用小写字母。

二、typedef 用法总结

1、typedef 与 define 区别

首先你要了解 typedef 和 define 的区别,宏定义只是简单的字符串代换,是在预处理完成的,而typedef是在编译时处理的,它不是作简单的代换,而是对类型说明符重新命名。被命名的标识符具有类型定义说明的功能。

请看下面的例子:

#define P1 int *

typedef (int *) P2

从形式上看这两者相似,但在实际使用中却不相同。

下面用P1、P2说明变量时就可以看出它们的区别:

P1 a, b;  在宏代换后变成: int *a, b;  表示 a 是指向整型的指针变量,而 b 是整型变量。

P2 a, b;  表示a,b都是指向整型的指针变量。因为PIN2是一个类型说明符。

由这个例子可见,宏定义虽然也可表示数据类型, 但毕竟是作字符代换。在使用时要分外小心,以避出错。

总结,typedef和#define的不同之处:

1、与#define不同,typedef 给出的符号名称仅限于对类型,而不是对值。

2、typedef 的解释由编译器,而不是是处理器执行。

3、虽然它的范围有限,但在其受限范围内,typedef 比 #define 更灵活。

 

2、常规变量类型定义

typedef 声明可用来表示一个变量的含义。

例如:typedef unsigned char uchar
描述:uchar等价于unsigned char类型定义
uchar c声明等于unsigned char c声明

3、数组类型定义

例如: typedef int array[2];
描述: array等价于 int [2]定义;
array a声明等价于int a[2]声明

扩展: typedef int array[M][N];
描述: array等价于 int [M][N]定义;
array a声明等价于int a[M][N]声明

4、指针类型定义

例如: typedef int *pointer;
描述: pointer等价于 int *定义;
pointer p声明等价于int *p声明

例如: typedef int *pointer[M];
描述: pointer等价于 int *[M]定义;
pointer p声明等价于int *p[M]声明

5、函数地址说明
描述: C把函数名字当做函数的首地址来对待,我们可以使用最简单的方法得到函数地址
例如: 函数:int func(void);
unsigned long funcAddr=(unsigned long)func;
funcAddr的值是func函数的首地址

6、函数声明
例如: typedef int func(void);
func等价于 int (void)类型函数
描述1: func f声明等价于 int f(void)声明,用于文件的函数声明
描述2: func *pf声明等价于 int (*pf)(void)声明,用于函数指针的声明,见下一条

7、函数指针
例如: typedef int (*func)(void)
描述: func等价于int (*)(void)类型
func pf等价于int (*pf)(void)声明,pf是一个函数指针变量

8、识别typedef的方法:
a).第一步。使用已知的类型定义替代 typdef 后面的名称,直到只剩下一个名字不识别为正确
如typedef u32   (*func)(u8);
从上面的定义中找到 typedef __u32  u32; typedef __u8 u8
继续找到 typedef unsigned int __u32; typedef unsigned char __u8;
替代位置名称 typedef unsigned int  (*func)(void);
现在只有func属于未知
b).第二步.未知名字为定义类型,类型为取出名称和 typedef 的所有部分,如上为
func等价于unsigned unsigned  int  (*)(unsigned  char);
c).第三部.定义一个变量时,变量类型等价于把变量替代未知名字的位置所得到的类型
func f等价于unsigned unsigned int  (*f)(unsigned char)

9、结构体定义

结构体的一般定义形式为:

标签(tag)字段允许为成员列表提供一个名字,这样它就可以在后续的声明中使用。标签允许多个声明使用同一个成员列表,并且创建同一种类型的结构。

struct 标签{

类型名1 成员名1;

类型名2 成员名2;

……

类型名n 成员名n;

}结构体变量;

如果 标签 存在,结构体变量 不存在,定义如下:

struct Student{

char name[20];//姓名

int age;//年龄

float height;//身高

};

 

struct Student stu   //Student 为标签  stu 为结构体变量

如果 结构体变量 存在, 标签 可有可无,定义如下:

struct Student{  //Student 可有可无

char name[20];//姓名

int age;//年龄

float height;//身高

}stu;

别名,标签 可有可无,结构体变量 位置变为该 类型名

typedef struct Student{ //Student 可有可无
char name[20];//姓名
int age;//年龄
float height;//身高
}Stu; //Stu 为类型名

Stu stu; //Stu 为类型名,stu 为结构体变量

注意,字符串初始化不能直接赋值,需要使用 strcpy 函数

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

typedef struct
{
int n;
float m;
char name[20];
}Ptr;

int main (void)
{
Ptr p;
//Ptr p = {11, 12.9, “hello”};
strcpy (p.name, “hello”);  //注意字符串不能直接赋值
p.n = 11;
p.m = 12.9;
printf (“n = %d, name = %s, m = %g\n”, p.n, p.name, p.m);
return 0;
}
输出结果:
n = 11, name = hello, m = 12.9

 

10、结构体指针

 

struct Node {
int data;
struct Node *nextptr;
};

使用 typede 上面的代码可以改写为如下:

typedef struct Node pNode;
struct Node {
int data;
pNode *nextptr;
};

或者

typedef struct Node{
int data;
struct Node *nextptr;
}pNode;

 

三、typedef 用途

用途一:与#define的区别

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。

用途二:减少错误

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;
PCHAR pa, pb;

这种用法很有用,特别是char* pa, pb的定义,初学者往往认为是定义了两个字符型指针,其实不是,而用typedef char* PCHAR就不会出现这样的问题,减少了错误的发生。

用途三:    直观简洁

用在旧的C代码中,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;

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。

用途四:平台无关性

用typedef来定义与平台无关的类型。

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;

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。

用途五:掩饰复合类型

typedef 还可以掩饰复合类型,如指针和数组。

例如,你不用像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];

此时Line类型即代表了具有81个元素的字符数组,使用方法如下:

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);

用GNU的gcc和g++编译器,是会出现警告的,按照顺序,‘const pstr’被解释为‘char* const‘(一个指向 char 的指针常量),两者表达的并非同一意思。为了得到正确的类型,应当如下声明:

typedef const char* pstr;

用途六:代码简化

代码简化。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:

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

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];

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。

用途七: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。这并不是说 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)。

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注