typedef的用法,C語言typedef詳解

2020-07-16 10:04:24
C語言允許使用者使用 typedef 關鍵字來定義自己習慣的資料型別名稱,來替代系統預設的基本型別名稱、陣列型別名稱、指標型別名稱與使用者自定義的結構型名稱、共用型名稱、列舉型名稱等。一旦使用者在程式中定義了自己的資料型別名稱,就可以在該程式中用自己的資料型別名稱來定義變數的型別、陣列的型別、指標變數的型別與函數的型別等。

例如,C 語言在 C99 之前並未提供布林型別,但我們可以使用 typedef 關鍵字來定義一個簡單的布林型別,如下面的程式碼所示:
typedef int BOOL;
#define TRUE 1
#define FALSE 0
定義好之後,就可以像使用基本型別資料一樣使用它了,如下面的程式碼所示:
BOOL bflag=TRUE;

typedef的4種用法

在實際使用中,typedef 的應用主要有如下4種。

1) 為基本資料型別定義新的型別名

也就是說,系統預設的所有基本型別都可以利用 typedef 關鍵字來重新定義型別名,範例程式碼如下所示:
typedef unsigned int COUNT;
而且,我們還可以使用這種方法來定義與平台無關的型別。比如,要定義一個叫 REAL 的浮點型別,在目標平台一上,讓它表示最高精度的型別,即:
typedef long double REAL;
在不支援 long double 的平台二上,改為:
typedef double REAL;
甚至還可以在連 double 都不支援的平台三上,改為:
typedef float REAL;
這樣,當跨平台移植程式時,我們只需要修改一下 typedef 的定義即可,而不用對其他原始碼做任何修改。其實,標準庫中廣泛地使用了這個技巧,比如 size_t 在 VC++2010 的 crtdefs.h 檔案中的定義如下所示:
#ifndef _SIZE_T_DEFINED
#ifdef  _WIN64
typedef unsigned __int64    size_t;
#else
typedef _W64 unsigned int   size_t;
#endif
#define _SIZE_T_DEFINED
#endif

2) 為自定義資料型別(結構體、共用體和列舉型別)定義簡潔的型別名稱

以結構體為例,下面我們定義一個名為 Point 的結構體:
struct Point
{
    double x;
    double y;
    double z;
};
在呼叫這個結構體時,我們必須像下面的程式碼這樣來呼叫這個結構體:
struct Point oPoint1={100,100,0};
struct Point oPoint2;
在這裡,結構體 struct Point 為新的資料型別,在定義變數的時候均要向上面的呼叫方法一樣有保留字 struct,而不能像 int 和 double 那樣直接使用 Point 來定義變數。現在,我們利用 typedef 定義這個結構體,如下面的程式碼所示:
typedef struct tagPoint
{
    double x;
    double y;
    double z;
} Point;
在上面的程式碼中,實際上完成了兩個操作:
1、定義了一個新的結構型別,程式碼如下所示:
struct tagPoint
{
    double x;
    double y;
    double z;
} ;
其中,struct 關鍵字和 tagPoint 一起構成了這個結構型別,無論是否存在 typedef 關鍵字,這個結構都存在。

2、使用 typedef 為這個新的結構起了一個別名,叫 Point,即:
typedef struct tagPoint Point
因此,現在你就可以像 int 和 double 那樣直接使用 Point 定義變數,如下面的程式碼所示:
Point oPoint1={100,100,0};
Point oPoint2;
為了加深對 typedef 的理解,我們再來看一個結構體例子,如下面的程式碼所示:
typedef struct tagNode
{
    char *pItem;
    pNode pNext;
} *pNode;
從表面上看,上面的範例程式碼與前面的定義方法相同,所以應該沒有什麼問題。但是編譯器卻報了一個錯誤,為什麼呢?莫非 C 語言不允許在結構中包含指向它自己的指標?

其實問題並非在於 struct 定義的本身,大家應該都知道,C 語言是允許在結構中包含指向它自己的指標的,我們可以在建立連結串列等資料結構的實現上看到很多這類例子。那問題在哪裡呢?其實,根本問題還是在於 typedef 的應用。

在上面的程式碼中,新結構建立的過程中遇到了 pNext 宣告,其型別是 pNode。這裡要特別注意的是,pNode 表示的是該結構體的新別名。於是問題出現了,在結構體型別本身還沒有建立完成的時候,編譯器根本就不認識 pNode,因為這個結構體型別的新別名還不存在,所以自然就會報錯。因此,我們要做一些適當的調整,比如將結構體中的 pNext 宣告修改成如下方式:
typedef struct tagNode
{
    char *pItem;
    struct tagNode *pNext;
} *pNode;
或者將 struct 與 typedef 分開定義,如下面的程式碼所示:
typedef struct tagNode *pNode;
struct tagNode
{
    char *pItem;
    pNode pNext;
};
在上面的程式碼中,我們同樣使用 typedef 給一個還未完全宣告的型別 tagNode 起了一個新別名。不過,雖然 C 語言編譯器完全支援這種做法,但不推薦這樣做。建議還是使用如下規範定義方法:
struct tagNode
{
    char *pItem;
    struct tagNode *pNext;
};
typedef struct tagNode *pNode;

3) 為陣列定義簡潔的型別名稱

它的定義方法很簡單,與為基本資料型別定義新的別名方法一樣,範例程式碼如下所示:
typedef int INT_ARRAY_100[100];
INT_ARRAY_100 arr;

4) 為指標定義簡潔的名稱

對於指標,我們同樣可以使用下面的方式來定義一個新的別名:
typedef char* PCHAR;
PCHAR pa;
對於上面這種簡單的變數宣告,使用 typedef 來定義一個新的別名或許會感覺意義不大,但在比較複雜的變數宣告中,typedef 的優勢馬上就體現出來了,如下面的範例程式碼所示:
int *(*a[5])(int,char*);
對於上面變數的宣告,如果我們使用 typdef 來給它定義一個別名,這會非常有意義,如下面的程式碼所示:
// PFun是我們建立的一個型別別名
typedef int *(*PFun)(int,char*);
// 使用定義的新型別來宣告物件,等價於int*(*a[5])(int,char*);
PFun a[5];

小心使用 typedef 帶來的陷阱

接下來看一個簡單的 typedef 使用範例,如下面的程式碼所示:
typedef char* PCHAR;
int strcmp(const PCHAR,const PCHAR);
在上面的程式碼中,“const PCHAR” 是否相當於 “const char*” 呢?

答案是否定的,原因很簡單,typedef 是用來定義一種型別的新別名的,它不同於宏,不是簡單的字串替換。因此,“const PCHAR”中的 const 給予了整個指標本身常數性,也就是形成了常數指標“char*const(一個指向char的常數指標)”。即它實際上相當於“char*const”,而不是“const char*(指向常數 char 的指標)”。當然,要想讓 const PCHAR 相當於 const char* 也很容易,如下面的程式碼所示:
typedef const char* PCHAR;
int strcmp(PCHAR, PCHAR);
其實,無論什麼時候,只要為指標宣告 typedef,那麼就應該在最終的 typedef 名稱中加一個 const,以使得該指標本身是常數。

還需要特別注意的是,雖然 typedef 並不真正影響物件的儲存特性,但在語法上它還是一個儲存類的關鍵字,就像 auto、extern、static 和 register 等關鍵字一樣。因此,像下面這種宣告方式是不可行的:
typedef static int INT_STATIC;
不可行的原因是不能宣告多個儲存類關鍵字,由於 typedef 已經佔據了儲存類關鍵字的位置,因此,在 typedef 宣告中就不能夠再使用 static 或任何其他儲存類關鍵字了。當然,編譯器也會報錯,如在 VC++2010 中的報錯資訊為“無法指定多個儲存類”。