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C語言的typedef問題

編輯:關於C語言

1. 基本解釋

typedef為C語言的關鍵字,作用是為一種數據類型定義一個新名字。這裡的數據類型包括內部數據類型(int,char等)和自定義的數據類型(struct等)。

在編程中使用typedef目的一般有兩個,一個是給變量一個易記且意義明確的新名字,另一個是簡化一些比較復雜的類型聲明。

至於typedef有什麼微妙之處,請你接著看下面對幾個問題的具體闡述。

2. typedef & 結構的問題

當用下面的代碼定義一個結構時,編譯器報了一個錯誤,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針嗎?請你先猜想一下,然後看下文說明:

typedef struct tagNode

{

char *pItem;

pNode pNext;

} *pNode;

答案與分析:

1、typedef的最簡單使用

typedef long byte_4;

給已知數據類型long起個新名字,叫byte_4。

2、typedef與結構結合使用

typedef struct tagMyStruct
  {
  int iNum;
  long lLength;
  } MyStruct;

這語句實際上完成兩個操作:

1) 定義一個新的結構類型
  struct tagMyStruct
  {
  int iNum;
  long lLength;
  };

分析:tagMyStruct稱為“tag”,即“標簽”,實際上是一個臨時名字,struct 關鍵字和tagMyStruct一起,構成了這個結構類型,不論是否有typedef,這個結構都存在。

我們可以用struct tagMyStruct varName來定義變量,但要注意,使用tagMyStruct varName來定義變量是不對的,因為struct 和tagMyStruct合在一起才能表示一個結構類型。

2) typedef為這個新的結構起了一個名字,叫MyStruct。

typedef struct tagMyStruct MyStruct;

因此,MyStruct實際上相當於struct tagMyStruct,我們可以使用MyStruct varName來定義變量。

答案與分析

C語言當然允許在結構中包含指向它自己的指針,我們可以在建立鏈表等數據結構的實現上看到無數這樣的例子,上述代碼的根本問題在於typedef的應用。

根據我們上面的闡述可以知道:新結構建立的過程中遇到了pNext域的聲明,類型是pNode,要知道pNode表示的是類型的新名字,那麼在類型本身還沒有建立完成的時候,這個類型的新名字也還不存在,也就是說這個時候編譯器根本不認識pNode。

解決這個問題的方法有多種:

1)、

typedef struct tagNode
  {
  char *pItem;
  struct tagNode *pNext;
  } *pNode;
  2)、
  typedef struct tagNode *pNode;
  struct tagNode
  {
  char *pItem;
  pNode pNext;
  };

注意:在這個例子中,你用typedef給一個還未完全聲明的類型起新名字。C語言編譯器支持這種做法。

3)、規范做法:

struct tagNode
  {
  char *pItem;
  struct tagNode *pNext;
  };
  typedef struct tagNode *pNode;

3. typedef & #define的問題

有下面兩種定義pStr數據類型的方法,兩者有什麼不同?哪一種更好一點?

typedef char *pStr;
#define pStr char *;

答案與分析:

通常講,typedef要比#define要好,特別是在有指針的場合。請看例子:

typedef char *pStr1;
#define pStr2 char *;
pStr1 s1, s2;
pStr2 s3, s4;

在上述的變量定義中,s1、s2、s3都被定義為char *,而s4則定義成了char,不是我們所預期的指針變量,根本原因就在於#define只是簡單的字符串替換而typedef則是為一個類型起新名字。

#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);
}

以下程序的輸出結果是: 36。

因為如此原因,在許多C語言編程規范中提到使用#define定義時,如果定義中包含表達式,必須使用括號,則上述定義應該如下定義才對:

#define f(x) (x*x)

當然,如果你使用typedef就沒有這樣的問題。

4. typedef & #define的另一例

下面的代碼中編譯器會報一個錯誤,你知道是哪個語句錯了嗎?

typedef char * pStr;
char string[4] = "abc";
const char *p1 = string;
const pStr p2 = string;
p1++;
p2++;

答案與分析:

是p2++出錯了。這個問題再一次提醒我們:typedef和#define不同,它不是簡單的文本替換。上述代碼中const pStr p2並不等於const char * p2。const pStr p2和const long x本質上沒有區別,都是對變量進行只讀限制,只不過此處變量p2的數據類型是我們自己定義的而不是系統固有類型而已。因此,const pStr p2的含義是:限定數據類型為char *的變量p2為只讀,因此p2++錯誤。

(注:關於const的限定內容問題,在本系列第二篇有詳細講解)。

#define與typedef引申談

1) #define宏定義有一個特別的長處:可以使用 #ifdef ,#ifndef等來進行邏輯判斷,還可以使用#undef來取消定義。

2) typedef也有一個特別的長處:它符合范圍規則,使用typedef定義的變量類型其作用范圍限制在所定義的函數或者文件內(取決於此變量定義的位置),而宏定義則沒有這種特性。

5. typedef & 復雜的變量聲明

在編程實踐中,尤其是看別人代碼的時候,常常會遇到比較復雜的變量聲明,使用typedef作簡化自有其價值,比如:

下面是三個變量的聲明,我想使用typdef分別給它們定義一個別名,請問該如何做?

>1:int *(*a[5])(int, char*);
>2:void (*b[10]) (void (*)());
>3. doube(*)() (*pa)[9];

答案與分析:

對復雜變量建立一個類型別名的方法很簡單,你只要在傳統的變量聲明表達式裡用類型名替代變量名,然後把關鍵字typedef加在該語句的開頭就行了。

(注:如果你對有些變量的聲明語法感到難以理解,請參閱本系列第十篇的相關內容)。

>1:int *(*a[5])(int, char*);
//pFun是我們建的一個類型別名
typedef int *(*pFun)(int, char*);
//使用定義的新類型來聲明對象,等價於int* (*a[5])(int, char*);
pFun a[5];

>2:void (*b[10]) (void (*)());
//首先為上面表達式藍色部分聲明一個新類型
typedef void (*pFunParam)();
//整體聲明一個新類型
typedef void (*pFun)(pFunParam);
//使用定義的新類型來聲明對象,等價於void (*b[10]) (void (*)());
pFun b[10];

>3. doube(*)() (*pa)[9];
//首先為上面表達式藍色部分聲明一個新類型
typedef double(*pFun)();
//整體聲明一個新類型
typedef pFun (*pFunParam)[9];
//使用定義的新類型來聲明對象,等價於doube(*)() (*pa)[9];
pFunParam pa;

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