水滴石穿C語言之typedef的問題

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*xmain( ){　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。

（註：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。
　　（註：如果你對有些變數的聲明文法感到難以理解，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;