[20210330更新]:这篇博客写的时间有点久了:)。本次更新修改了博客内容中的错误和表述不当的地方。


本文介绍C语言中的关键字 typedef 的用法。

1 概述

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)。

typedef 本身是一种存储类的关键字,与 auto、extern、static、register 等关键字不能出现在同一个表达式中。

2 作用及用法

2.1 typedef的用法

使用 typedef 定义新类型的方法(步骤):在传统的变量声明表达式里,用(新的)类型名替换变量名,然后把关键字 typedef 加在该语句的开头就可以了。

下面以两个示例,描述 typedef 的用法步骤。

示例1:

【第一步】:int a; ———— 传统变量声明表达式
【第二步】:int myint_t; ———— 使用新的类型名myint_t替换变量名a
【第三步】:typedef int myint_t; ———— 在语句开头加上typedef关键字,myint_t就是我们定义的新类型

示例2:

【第一步】:void (*pfunA)(int a); ———— 传统变量(函数)声明表达式
【第二步】:void (*PFUNA)(int a); ———— 使用新的类型名PFUNA替换变量名pfunA
【第三步】:typedef void (*PFUNA)(int a); ———— 在语句开头加上typedef关键字,PFUNA就是我们定义的新类型

特别强调:上述两个示例,仅仅为了演示 typedef 的用法步骤,便于新手记忆 typedef 的用法。在实际编写代码时,只有“第三步”对应的语句会写入代码中!

2.2 typedef的作用

typedef 的作用有以下几点:

1)typedef 的一个重要用途是定义机器无关的类型。例如,定义一个叫“REAL”的浮点类型,该浮点类型在目标机器上可以获得最高的精度:

typedef long double REAL;

如果在不支持 long double 的机器上运行相关代码,只需要修改对应的 typedef 语句,例如:

typedef double REAL;

或者:

typedef float REAL;

2)使用 typedef 为现有类型创建别名,给变量定义一个易于记忆且意义明确的新名字。例如:

typedef unsigned int UINT

3)使用 typedef 简化一些比较复杂的类型声明,例如:

typedef void (*PFunCallBack)(char* pMsg, unsigned int nMsgLen);

上述声明引入了 PFunCallBack 类型作为函数指针的同义字,PFunCallBack 类型定义的指针会指向一个函数,该函数包含两个类型分别为 char* 和 unsigned int 的参数,以及一个类型为 void 的返回值。通常,当函数的参数是一个回调函数时,就可能会使用 typedef 来简化声明。

例如,承接上面的示例的后续示例如下:

RedisSubCommand(const string& strKey, PFunCallBack pFunCallback, bool bOnlyOne);

注意:上述语句中类型名 PFunCallBack 与变量名 pFunCallback 的大小写区别。

RedisSubCommand 函数的第二个参数是一个回调函数,因此通过“PFunCallBack pFunCallback”(即,类型+变量)的形式,给出对应回调函数(pFunCallback)的地址。

在这个示例中,如果不使用 typedef 简化声明,RedisSubCommand 的函数声明内容如下:

RedisSubCommand(const string& strKey, void (*pFunCallback)(char* pMsg, unsigned int nMsgLen), bool bOnlyOne); 

从上面两个函数声明可以看出,在不使用 typedef 的情况下,RedisSubCommand 函数的声明会复杂得多,不利于代码的维护,同时增加出错风险。

所以,在某些复杂的类型声明中,使用 typedef 进行声明的简化是很有必要的。

3 typedef与#define

两者的区别如下:

  • #define 进行简单的进行字符串替换。 #define 宏定义可以使用 #ifdef、#ifndef 等来进行逻辑判断,还可以使用 #undef 来取消定义。
  • typedef 是为一个类型起新名字。typedef 符合(C语言)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。

通常,使用 typedef 要比使用 #define 要好,特别是在有指针的场合里。

下面列举几个示例。

3.1 示例1

代码如下:

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* 类型;但是s4则定义成了 char 类型,而不是我们所预期的指针变量 char*,这是因为 #define 只做简单的字符串替换,替换后的相关代码等同于为:

char* s3, s4;

而使用 typedef 为 char* 定义了新类型 pStr1 后,相关代码等同于为:

char *s1, *s2;

3.1 示例2

代码如下:

typedef char *pStr;
char string[5]="test";
const char *p1=string;
const pStr p2=string;
p1++;
p2++;

在编译过程中,报错如下:

根据上述错误信息能够看出,p2 为只读常量,所以 p2++ 出错了。这个问题再一次提醒我们:typedef 和 #define 不同,typedef 不是简单的文本替换,上述代码中 const pStr p2 并不等于 const char * p2,pStr 是作为一个类型存在的,所以 const pStr p2 实际上是限制了 pStr 类型的 p2 变量,对 p2 常量进行了只读限制。也就是说,const pStr p2 和 pStr const p2 本质上没有区别(可类比 const int p2 和 int const p2),都是对变量 p2 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 pStr,而不是系统固有类型(如 int)而已。

所以,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。

注意:在本示例中,typedef 定义的新类型与编译系统固有的类型没有差别。

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