使用 typedef 抑制劣質代碼

摘要：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 <size> 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 <csinal>，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<char, char_traits<char>，allocator<char>> 和 basic_ofstream<char, char_traits<char>>。

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。