typedef C 中複雜的函式宣告

來源:互聯網
上載者:User
概述

  在很多情況下,尤其是讀別人所寫代碼的時候,對C語言聲明的理解能力變得非常重要,而C語言本身的凝練簡約也使得C語言的聲明常常會令人感到非常困惑,因此,在這裡我用一篇的內容來集中闡述一下這個問題。

  問題:聲明與函數

  有一段程式儲存在起始地址為0的一段記憶體上,如果我們想要調用這段程式,請問該如何去做?

  答案

  答案是(*(void (*)( ) )0)( )。看起來確實令人頭大,那好,讓我們知難而上,從兩個不同的途徑來詳細分析這個問題。

  答案分析:從尾到頭

  首先,最基本的函式宣告:void function (paramList);

  最基本的函數調用:function(paramList);

  鑒於問題中的函數沒有參數,函數調用可簡化為 function();

  其次,根據問題描述,可以知道0是這個函數的入口地址,也就是說,0是一個函數的指標。使用函數指標的函式宣告形式是:void (*pFunction)(),相應的調用形式是: (*pFunction)(),則問題中的函數調用可以寫作:(*0)( )。

  第三,大家知道,函數指標變數不能是一個常數,因此上式中的0必須要被轉化為函數指標。

  我們先來研究一下,對於使用函數指標的函數:比如void (*pFunction)( ),函數指標變數的原型是什嗎?這個問題很簡單,pFunction函數指標原型是( void (*)( ) ),即去掉變數名,清晰起見,整個加上()號。

  所以將0強制轉換為一個傳回值為void,參數為空白的函數指標如下:( void (*)( ) )。

  OK,結合2)和3)的分析,結果出來了,那就是:(*(void (*)( ) )0)( ) 。

  答案分析:從頭到尾理解答案

  (void (*)( )) ,是一個傳回值為void,參數為空白的函數指標原型。
  (void (*)( ))0,把0轉變成一個傳回值為void,參數為空白的函數指標,指標指向的地址為0.
  *(void (*)( ))0,前面加上*表示整個是一個傳回值為void的函數的名字
  (*(void (*)( ))0)( ),這當然就是一個函數了。

  我們可以使用typedef清晰聲明如下

  typedef void (*pFun)( );

  這樣函數變為 (*(pFun)0 )( );

  問題:三個聲明的分析

  對聲明進行分析,最根本的方法還是類比替換法,從那些最基本的聲明上進行類比,簡化,從而進行理解,下面通過分析三個例子,來具體闡述如何使用這種方法。

#1:int* (*a[5])(int, char*);

  首先看到標識符名a,“[]”優先順序大於“*”,a與“[5]”先結合。所以a是一個數組,這個數組有5個元素,每一個元素都是一個指標,指標指向“(int, char*)”,很明顯,指向的是一個函數,這個函數參數是“int, char*”,傳回值是“int*”。OK,結束了一個。:)

#2:void (*b[10]) (void (*)());

   b是一個數組,這個數組有10個元素,每一個元素都是一個指標,指標指向一個函數,函數參數是“void (*)()”【注10】,傳回值是“void”。完畢!

  注意:這個參數又是一個指標,指向一個函數,函數參數為空白,傳回值是“void”。

#3. doube(*)() (*pa)[9];

   pa是一個指標,指標指向一個數組,這個數組有9個元素,每一個元素都是“doube(*)()”(也即一個函數指標,指向一個函數,這個函數的參數為空白,傳回值是“double”)。

  typedef用法小結- -

  在C語言的情況下,與C++稍有出入。  這兩天在看程式的時候,發現很多地方都用到typedef,在結構體定義,還有一些數組等地方都大量的用到.但是有些地方還不是很清楚,今天下午,就想好好研究一下.上網搜了一下,有不少資料.歸納一下:  來源一:Using typedef to Curb Miscreant Code  Typedef 聲明有助於建立平台無關類型,甚至能隱藏複雜和難以理解的文法。不管怎樣,使用 typedef 能為代碼帶來意想不到的好處,通過本文你可以學慣用 typedef 避免缺欠,從而使代碼更健壯。  typedef 聲明,簡稱 typedef,為現有類型建立一個新的名字。比如人們常常使用 typedef 來編寫更美觀和可讀的代碼。所謂美觀,意指 typedef 能隱藏笨拙的文法構造以及平台相關的資料類型,從而增強可移植性和以及未來的可維護性。本文下面將竭盡全力來揭示 typedef 強大功能以及如何避免一些常見的陷阱。  如何建立平台無關的資料類型,隱藏笨拙且難以理解的文法?  使用 typedefs 為現有類型建立同義字。  定義易於記憶的類型名  typedef 使用最多的地方是建立易於記憶的類型名,用它來歸檔程式員的意圖。類型出現在所聲明的變數名字中,位於 ''typedef'' 關鍵字右邊。例如:  typedef int size;  此聲明定義了一個 int 的同義字,名字為 size。注意 typedef 並不建立新的類型。它僅僅為現有類型添加一個同義字。你可以在任何需要 int 的上下文中使用 size:  void measure(size * psz);  size array[4];  size len = file.getlength();  std::vector vs;  typedef 還可以掩飾符合類型,如指標和數組。例如,你不用象下面這樣重複定義有 81 個字元元素的數組:  char line[81];  char text[81];  定義一個 typedef,每當要用到相同類型和大小的數組時,可以這樣:  typedef char Line[81];  Line text, secondline;  getline(text);  同樣,可以象下面這樣隱藏指標文法:  typedef char * pstr;  int mystrcmp(pstr, pstr);  這裡將帶我們到達第一個 typedef 陷阱。標準函數 strcmp()有兩個‘const char *'類型的參數。因此,它可能會誤導人們象下面這樣聲明 mystrcmp():  int mystrcmp(const pstr, const pstr);  這是錯誤的,按照順序,‘const pstr'被解釋為‘char * const'(一個指向 char 的常量指標),而不是‘const char *'(指向常量 char 的指標)。這個問題很容易解決:  typedef const char * cpstr;  int mystrcmp(cpstr, cpstr); // 現在是正確的  記住:不管什麼時候,只要為指標聲明 typedef,那麼都要在最終的 typedef 名稱中加一個 const,以使得該指標本身是常量,而不是對象。  代碼簡化  上面討論的 typedef 行為有點像 #define 宏,用其實際類型替代同義字。不同點是 typedef 在編譯時間被解釋,因此讓編譯器來應付超越前置處理器能力的文本替換。例如:  typedef int (*PF) (const char *, const char *);  這個聲明引入了 PF 類型作為函數指標的同義字,該函數有兩個 const char * 類型的參數以及一個 int 類型的傳回值。如果要使用下列形式的函式宣告,那麼上述這個 typedef 是不可或缺的:  PF Register(PF pf);  Register() 的參數是一個 PF 類型的回呼函數,返回某個函數的地址,其署名與先前註冊的名字相同。做一次深呼吸。下面我展示一下如果不用 typedef,我們是如何?這個聲明的:  int (*Register (int (*pf)(const char *, const char *)))  (const char *, const char *);  很少有程式員理解它是什麼意思,更不用說這種費解的代碼所帶來的出錯風險了。顯然,這裡使用 typedef 不是一種特權,而是一種必需。持懷疑態度的人可能會問:"OK,有人還會寫這樣的代碼嗎?",快速探索一下揭示 signal()函數的標頭檔,一個有同樣介面的函數。  typedef 和儲存類關鍵字(storage class specifier)  這種說法是不是有點令人驚訝,typedef 就像 auto,extern,mutable,static,和 register 一樣,是一個儲存類關鍵字。這並是說 typedef 會真正影響對象的儲存特性;它只是說在語句構成上,typedef 聲明看起來象 static,extern 等類型的變數聲明。下面將帶到第二個陷阱:  typedef register int FAST_COUNTER; // 錯誤  編譯通不過。問題出在你不能在聲明中有多個儲存類關鍵字。因為符號 typedef 已經佔據了儲存類關鍵字的位置,在 typedef 聲明中不能用 register(或任何其它儲存類關鍵字)。  促進跨平台開發  typedef 有另外一個重要的用途,那就是定義機器無關的類型,例如,你可以定義一個叫 REAL 的浮點類型,在目標機器上它可以i獲得最高的精度:  typedef long double REAL;  在不支援 long double 的機器上,該 typedef 看起來會是下面這樣:  typedef double REAL;  並且,在連 double 都不支援的機器上,該 typedef 看起來會是這樣:、  typedef float REAL;  你不用對原始碼做任何修改,便可以在每一種平台上編譯這個使用 REAL 類型的應用程式。唯一要改的是 typedef 本身。在大多數情況下,甚至這個微小的變動完全都可以通過奇妙的條件編譯來自動實現。不是嗎? 標準庫廣泛地使用 typedef 來建立這樣的平台無關類型:size_t,ptrdiff 和 fpos_t 就是其中的例子。此外,象 std::string 和 std::ofstream 這樣的 typedef 還隱藏了長長的,難以理解的模板特化文法,例如:basic_string,allocator>
和 basic_ofstream>。  作者簡介  Danny Kalev 是一名通過認證的系統分析師,專攻 C++ 和形式語言理論的軟體工程師。1997 年到 2000 年期間,他是 C++ 標準委員會成員。最近他以優異成績完成了他在普通語言學研究方面的碩士論文。業餘時間他喜歡聽古典音樂,閱讀維多利亞時期的文學作品,研究 Hittite、Basque 和 Irish Gaelic 這樣的自然語言。其它興趣包括考古和地理。Danny 時常到一些 C++ 論壇並定期為不同的 C++ 網站和雜誌撰寫文章。他還在教育機構講授程式設計語言和應用語言課程。  來源二:(http://www.ccfans.net/bbs/dispbbs.asp?boardid=30&id=4455)  C語言中typedef用法  1. 基本解釋  typedef為C語言的關鍵字,作用是為一種資料類型定義一個新名字。這裡的資料類型包括內部資料類型(int,char等)和自訂的資料類型(struct等)。  在編程中使用typedef目的一般有兩個,一個是給變數一個易記且意義明確的新名字,另一個是簡化一些比較複雜的型別宣告。  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標嗎?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;  給已知資料類型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“標籤”,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來定義變數,但要注意,使用tagMyStruct varName來定義變數是不對的,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來定義變數。  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標,我們可以在建立鏈表等資料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語言編譯器支援這種做法。  3)、規範做法:  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資料類型的方法,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,特別是在有指標的場合。請看例子:  typedef char *pStr1;  #define pStr2 char *;  pStr1 s1, s2;  pStr2 s3, s4;  在上述的變數定義中,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標變數,根本原因就在於#define只是簡單的字串替換而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);  }  以下程式的輸出結果是: 36。  因為如此原因,在許多C語言編程規範中提到使用#define定義時,如果定義中包含運算式,必須使用括弧,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,都是對變數進行唯讀限制,只不過此處變數p2的資料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:限定資料類型為char *的變數p2為唯讀,因此p2++錯誤。  #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:它符合範圍規則,使用typedef定義的變數類型其作用範圍限制在所定義的函數或者檔案內(取決於此變數定義的位置),而宏定義則沒有這種特性。  5. typedef & 複雜的變數聲明  在編程實踐中,尤其是看別人代碼的時候,常常會遇到比較複雜的變數聲明,使用typedef作簡化自有其價值,比如:  下面是三個變數的聲明,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:  對複雜變數建立一個類型別名的方法很簡單,你只要在傳統的變數聲明運算式裡用類型名替代變數名,然後把關鍵字typedef加在該語句的開頭就行了。  >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 (*)());  //首先為上面運算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];  //首先為上面運算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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