typedef简介

作者:追风剑情 发布于:2020-3-13 14:02 分类:C

typedef工具是一个高级数据特性,利用typedef可以为某一类型自定义名称。这方面与#define类似,但是两者有3处不同:

  • 与#define不同,typedef创建的符号名只受限于类型,不能用于值。
  • typedef由编译器解释,不是预处理器。
  • 在其受限范围内,typedef比#define更灵活。

下面介绍typedef的工作原理。假设要用BYTE表示1字节的数组。只需像定义个char类型变量一样定义BYTE,然后在定义前面加上关键字typedef即可:

typedef unsigned char BYTE;

随后,便可以使用BYTE来定义变量:

BYTE x, y[10], * z;

该定义的作用域取决于typedef定义所在的位置。如果定义在函数中,就具有局部作用域,受限于定义所在的函数。如果定义在函数外面,就具有文件作用域。

通常,typedef定义中用大写字母表示被定义的名称,以提醒用户这个类型名实际上是一个符号缩写。当然,也可以用小写:

typedef unsigned char byte;

typedef中使用的名称遵循变量命名规则。

为现有类型创建一个名称,看上去真是多此一举,但是它有时候的确很有用。在前面的示例中,用BYTE代替unsigned char表明你打算用BYTE类型的变量表示数字,而不是字符码。使用typedef还能提高程序的可移植性。例如,我们之前提到的sizeof运算符的返回类型:size_t类型,以及time()函数的返回类型:time_t类型。C标准规定sizeof和time()返回整数类型,但是让实现来决定具体是什么整数类型。其原因是,C标准委员会认为没有哪个类型对于所有的计算机平台都是最优选择。所以,标准委员会决定建立一个新的类型名(如,time_t),并让实现使用typedef来设置它的具体类型。以这样的方式,C标准提供以下通用原型:

time_t time(time_t *);

time_t在一个系统中是unsigned long,在另一个系统中可以是unsigned long long。只要包含time.h头文件,程序就能访问合适的定义,你也可以在代码中声明time_t类型的变量。

typedef的一些特性与#define的功能重合。例如:

#define BYTE unsigned char

这使预处理器用BYTE替换unsigned char。但是也有#define没有的功能:

typedef char * STRING;

没有typedef关键字,编译器将把STRING识别为一个指向char的指针变量。有了typedef关键字,编译器则把STRING解释成一个类型的标识符,该类型是指向char的指针。因此:

STRING name, sign; //相当于 char * name, * sign

但是,如果这样假设:
#define STRING char *
然后,下面的声明:
STRING name, sign;
将把翻译成:
char * name, sign; //导致只有name才是指针。

还可以把typedef用于结构:
typedef struct complex {
    float real;
    float imag;
} COMPLEX;

然后便可使用COMPLEX类型代替complex结构来表示复数。使用typedef的第1个原因是:为经常出现的类型创建一个方便、易识别的类型名。例如,前面的例子中,许多人更倾向于使用STRING或与其等价的标记。

用typedef来命名一个结构类型时,可以省略该结构的标签:
typedef struct {double x; double y;} rect;
假设这样使用typedef定义的类型名:
rect r1 = {3.0, 6.0};
rect r2;
以上代码将被翻译成:
struct {double x; double y;} r1 = {3.0, 6.0};
struct {double x; double y;} r2;
r2 = r1;
这两个结构在声明时都没有标记,它们的成员完全相同(成员名及其类型都匹配),C认为这两个结构的类型相同,所以r1和r2间的赋值操作是有效操作。

使用typedef的第2个原因是:typedef常用于给复杂的类型命名。例如,下面的声明:

typedef char (* FRPTC ()) [5];

把FRPTC声明为一个函数类型,该函数返回一个指针,该指针指向内含5个char类型元素的数组。

使用typedef时要记住,typedef并没有创建任何新类型,它只是为某个已存在的类型增加一个方便使用的标签。以前面的STRING为例,这意味着我们创建的STRING类型变量可以作为实参传递给以指向char指针作为形参的函数。

通过结构、联合和typedef,C提供了有效处理数据的工具和处理可移植数据的工具。

其他复杂的声明

C允许用户自定义数据形式,虽然我们常用的是一些简单的形式,但是根据需要有时还会用到一些复杂的形式。在一些复杂的声明中,常包含下面的符号,如下表:

声明时可使用的符号
符号 含义
* 表示一个指针
( ) 表示一个函数
[ ] 表示一个数组
下面是一些较复杂的声明示例
int board[8][8]; 声明一个内含int数组的数组
int ** ptr; 声明一个指向指针的指针,被指向的指针指向int
int * risks[10] 声明一个内含10个元素的数组,每个元素都是一个指向int的指针
int (* rusks)[10] 声明一个指向数组的指针,该数组内含10个int类型的值
int * off[3][4] 声明一个3x4的二维数组,每个元素都是指向int的指针
int (* uuf)[3][4] 声明一个指向3x4二维数组的指针,该数组中内含int类型值
int (* uof[3])[4] 声明一个内含3个指针元素的数组,其中每个指针都指向一个内含4个int类型元素的数组

要看懂以上声明,关键要理解*、( )和[ ]的优先级。记住下面几条规则:

1. 数组名后面的[ ]和函数名后面的( )具有相同的优先级。它们比*(解引用运算符)的优先级高。因此下面声明的risks是一个指针数组,不是指向数组的指针:int * risks[10];

2. [ ]和( )的优先级相同,由于都是从左往右结合,所以下面的声明中,在应用方括号之前,*先与rusks结合。因此rushs是一个指向数组的指针,该数组内含10个int类型的元素:int (* rusks)[10];

3. [ ]和( )都是从左往右结合。因此下面声明的goods是一个由12个内含50个int类型值的数组组成的二维数组,不是一个有50个内含12个int类型值的数组组成的二维数组:int goods[12][50];

把以上规则应用于下面的声明:
int * off[3][4];
[3]比*的优先级高,由于从左往右结合,所以[3]先与off结合。因此,off首先是一个内含3个元素的数组。然后再与[4]结合,所以oof的每个元素都是内含4个元素的数组。*说明这些元素都是指针。最后,int表明了这4个元素都是指向int的指针。因此,这条声明要表达的是:foo是一个内含3个元素的数组,其中每个元素是由4个指向int的指针组成的数组。简而言之,off是一个3x4的二维数组,每个元素都是指向int的指针。编译器要为12个指针预留储存空间。

现在来看下面的声明:
int (* uuf)[3][4];
圆括号使得*先与uuf结合,说明uuf是一个指针,所以uuf是一个指向3x4的int类型二维数组的指针。编译器要为一个指针预留存储空间。

根据这些规则,还可以声明:
char * fump(int); // 返回字符指针的函数
char (* frump)(int); // 指向函数的指针,该函数的返回类型为char
char (* flump[3])(int); // 内含3个指针的数组,每个指针都指向返回类型为char的函数
这3个函数都接受int类型的参数。

可以使用typedef建立一系列相关类型:
typedef int arr5[5];
typedef arr5 * p_arr5;
typedef p_arr5 arrp10[10];
arr5 togs; // togs是一个内含5个int类型值的数组
p_arr5 p2; // p2是一个指向数组的指针,该数组内含5个int类型的值
arrp10 ap; // ap是一个内含10个指针的数组,每个指针都指向一个内含5个int类型值的数组

如果把这些放入结构中,声明会更复杂。

标签: C语言

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