typedef & #define的用法与区别

在C/C++编程中,可能会经常用到typedef关键字和#define宏定义命令,在某些情况下使用它们可以实现相同的效果,但是它们存在实质性的区别,本文就此进行相关阐述。

一、typedef的用法

在C/C++语言中,typedef常用来定义一个标识符及关键字的别名,它是语言编译过程的一部分,但它并不实际分配内存空间,比如:

typedef    int    INT;

typedef    int    ARRAY[10];。

typedef    (int*)    pINT;

typedef可以增强程序的可读性,以及标识符的灵活性,但它有“非直观性”等缺点。

二、#define的用法

#define为一宏定义语句,通常用它来定义常量(包括无参量与带参量),以及用来实现那些“表面似和善、背后一长串”的宏,它本身并不在编译过程中进行,而是在这之前(预处理过程)就已经完成了,但也因此难以发现潜在的错误及其他代码维护问题,比如:

#define    INT    int

#define    TRUE    1

#define    Add(a, b)    ((a) + (b));

#define    Loop_10    for(int i = 0; i < 10; i++)

在Scott Meyer的Effective C++一书中的条款1中有关于#define语句弊端的分析,以及好的替代方法,总结如下:

Things to Remember

  • For simple constants, prefer const objects or enums to #defines.
  • For function-like macros, prefer inline functions to #defines.

三、typedef与#define的区别

从以上的概念也能基本清楚,typedef只是为了增加可读性而为标识符另起的新名称(仅仅只是个别名),而#define原本在C中是为了定义常量,到了C++,const、enum、inline的出现使它也渐渐成为了起别名的工具。有时很容易搞不清楚与typedef两者到底该用哪个好,如#define    INT    int这样的语句,用typedef一样可以完成,用哪个好呢?最好用typedef,原因在于早期的许多C编译器中这条语句是非法的,只是现今的编译器又做了补充。为了尽可能地兼容,一般都遵循#define定义“可读”的常量以及一些宏语句的任务,而typedef则常用来定义关键字、冗长的类型的别名。

宏定义只是简单的字符串代换(原地扩展),而typedef则不是原地扩展,它的新名字具有一定的封装性,以致于新命名的标识符具有更易定义变量的功能。请看第一大点代码的第三行:

typedef    (int*)    pINT;

以及下面这行:

#define    pINT2    int*

效果相同?实则不同!实践中见差别:pINT a, b;的效果同int *a; int *b; 表示定义了两个整型指针变量。而pINT2 a, b;的效果同int *a, b;表示定义了一个整型指针变量a和整型变量b。

 

typedef的四个用途和两个陷阱

用途一:

定义一种类型的别名,而不是简单的宏替换。可以用作同时声明指针类型的多个对象。比如:

char* pa, pb;    //这多数不符合我们的意图,它只声明了一个指向字符变量的指针,                               //和一个字符变量;

以下则可行:

typedef char* PCHAR;    //一般用大写

PCHAR pa, pb;                    //可行,同时声明了两个指向字符变量的指针

虽然:

char *pa, *pb;

也可行,但相对来说没有用typedef的形式直观,尤其在需要大量指针的地方,typedef的方式更省事。

用途二:

用在旧的C代码中(具体多旧尤未可知)帮助struct。以前的代码中,声明struct新对象时,必须要带上struct,即形式为:struct    结构名    对象名,如:

struct tagPOINT1

{

int    x;

int    y;

};

struct tagPOINT1 p1;

而在C++中,则可以直接写:结构名    对象名,即:

tagPOINT1 p1;

也许可能大概估计有程序猿觉得经常多写一个struct太麻烦了,于是就成这样了:

typedef struct tagPOINT

{

int    x;

int    y;

}POINT;

POINT p1;    //这样就比原来的方式少写了一个struct,比较省事,尤其在大量使用                           //的时候

或许,在C++中,typedef的这种用途二不是很大,但是理解了它,对掌握以前的代码还是有帮助的,毕竟在项目中有可能会遇到较早些年代遗留下来的代码。

用途三:

用typedef来定义与平台无关的类型。

比如定义一个叫REAL的浮点类型,在目标平台A上,让其表示最高精度类型为:

typedef long double REAL;

在不支持long double的平台B上,改为:

typedef double REAL;

在连double都不支持的平台C上,改为:

typedef float REAL;

也就是说,当跨平台时,只要改下typedef本身就行,不用对其他源码做任何修改。

标准库就广泛使用了这个技巧,比如size_t。

另外,由于typedef是定义了一种类型的新别名,不是简单的字符串替换,所以它比宏来的稳健(虽然用宏有时也可以完成以上的用途)。

用途四:

为复杂的声明定义一个新的简单的别名。方法是:在原来的声明里逐步用别名替换一部分复杂声明,如此循环,把带变量名的部分留到最后替换,得到的就是原声明的最简化版。比如:

1、原声明:int *(*a[5])(int, char*);

变量名为a,直接用一个新别名pFun替换a就可以了:

typedef int *(*pFun)(int, char*);

原声明的最简化版:

pFun a[5];

2、原声明:void (*b[10]) (void (*)());

变量名为b,先替换右边部分括号里的,pFunParam为别名一:

typedef void (*pFunParam)();

再替换左边的变量b,pFunx为别名二:

typedef void (*pFunx)(pFunParam);

原声明的最简化版:

pFunx b[10];

3、原声明:double(*)() (*e)[9];

变量名为b,先替换左边部分,pFuny为别名一:

typedef double(*pFuny)();

再替换右边的变量e,pFunParamy为别名二:

typedef pFuny (*pFunParamy)[9];

原声明的最简化版:

pFunParamy e;

理解复杂声明可用的“右左法则”:从变量名看起,先往右,再往左,碰到一个圆括号就调转阅读的方向;括号内分析完就跳出括号,还是按先右后左的顺序,如此循环,直到整个声明分析完,如下:

int (*func)(int *p);

首先找到变量名func,外面有一对圆括号,而且左边是一个*号,这说明func是一个指针;然后跳出这个圆括号,先看右边,又遇到圆括号,这说明(*func)是一个函数,所以func是一个指向这类函数的指针,即函数指针,这类函数具有int*类型的形参,返回值类型是int。

int (*func[5])(int *);

func右边一个[]运算符,说明func是一个具有5个元素的数组;func的左边有一个*,说明func的元素是指针(注意这里的*不是修饰func,而是修饰func[5]的,原因是[]运算符优先级比*高,func先跟[]结合)。跳出这个括号,看右边,又遇到圆括号,说明func数组的元素是函数类型的指针,它指向的函数具有int*类型的形参,返回值类型为int。

也有必要记住以下2个模式:

type (*)(….)    函数指针

type (*)[]    数组指针


陷阱一:

记住,typedef是定义了一种类型的新别名,不同于宏,它不是简单的字符串替换。比如:

先定义:typedef char* PSTR;

然后:int mystrcmp(const PSTR, const PSTR);

const PSTR实际上相当于const char*吗?不是的,它实际上相当于char* const。原因在于const给予了整个指针本身以常量属性,也就是形成了常量指针char* const。简而言之,记住当const和typedef一起出现时,typedef不会是简单的字符替换就行。

陷阱二:

typedef在语法上是一个存储类的关键字(如auto、extern、mutable、static、register等一样),虽然它并不真正影响对象的存储特性,如:

typedef static int INT2;    不可行

编译将失败,会提示“指定了一个以上的存储类”。

 

 

 

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