【转】typedef的用法

一、typedef的四种用法
二、如何理解复杂声明和定义
三、右左法则
四、用typedef简化复杂的声明和定义

内容与参考资料基本一致，稍微修改了一点参考资料上存在的错误

一、typedef的四种用法

1. 定义类型别名

char *a, *p;

typedef char* char_pointer;
char_pointer pa, pb;

通过定义类型别名在声明多个指针变量时就方便了很多，也减少了漏写星号*的风险。

2. typedef struct

这个实际上在C语言中比较常用到，在C语言中如果要声明一个struct对象必须使用struct [结构名][对象名]的语法来实现：

struct A {
    int i;
    int j;
};
struct A a;

使用typedef可以简化这一步骤直接使用[结构名][对象名]来声明：

typedef struct B {
    int i;
    int j;
}B;
B b;

不过在C++中不需要typedef也能直接使用结构名来声明对象。

在没有typedef的情况下末尾定义的是变量，有情况下则是类型别名。

struct Human{
    int age;
} bob; // bob是一个变量

typedef struct student{
    int age;
} Stu; // Stu是结构体student的别名

3. 定义和平台无关的数据类型

比如定义一个叫REAL的浮点类型，表示为目标平台上最高精度的类型：

typedef long double REAL;
// 如果不支持long double 改为：
typedef double REAL;
// 如果不支持 double 改为：
typedef float REAL;

也就是说在跨平台时遇到不支持的类型情况只需要修改typedef一处即可，不需要大量修改源码的其他地方。

标准库中广泛使用了这一技巧，比如size_t

4. 为复杂的声明顶一个简单别名

例如函数指针相关的

int *(*a[5])(int, char*); // 原声明

typedef int *(*fun_ptr)(int, char*);
fun_ptr a[5];

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。

void (*b[10])(void(*)()); // 原声明

// 先替换右边括号
typedef void (*fun_ptr_param)();
// 再替换左边括号
typedef void (*fun_ptr)(fun_ptr_param);

// 原声明简化后
fun_ptr p[10];

参考的文章中在第四行的代码为：

typedef void (*pFunParam);

这实际上是有问题的，它不是函数别名而是void *类型的别名

二、如何理解复杂声明和定义

参考资料给了一个中的例子，但我其实感觉例子不是很好，而且在我自己电脑上尝试的时候会报错。需要使用::Q，所以这部分代码就不贴了。有兴趣的看参考资料原文吧。

在阅读Linux的内核代码时经常会遇到一些复杂的声明和定义，例如：

void * (* (*fp1) (int)) [10];

float (* (*fp2) (int, int, float)) (int);

typedef double (* (* (*fp3) ()) [10]) ();
fp3 a;

int (* (*fp4()) [10]) ();

要理解这些复杂的声明和定义，应该由浅而深，逐步突破。

下面先看一些简单的定义：

int a; //定义一个整型数
int *p; //定义一个指向整型数的指针
int **pp; //定义一个指向指针的指针，它指向的指针指向一个整型数

p = &a;   // p指向整数a所在的地址
pp = &p;  // pp指向指针p

如下所示，定义整数型数组的指针指向整数型数组。

int arr[10]; //定义一个包含10个整型数的数组
int (*pArr) [10]; //定义一个指向包含10个整型数数组的指针

pArr = &arr;

如下所示，包含指向函数的指针的数组，这些函数有整型参数和整型返回值。

int (*pfunc) (int); //定义一个指向函数的指针，被指向的函数有一个整型参数并返回整型值
int (*arr[10]) (int); //定义一个包含10个指针的数组，其中包含的指针指向函数，
					  //这些函数有一个整型参数并返回整型值

arr[0] = pfunc;

三、右左法则

当声明和定义逐渐复杂时，需要使用用于理解复杂定义的右左法则:

从变量名看起，先往右，再往左，碰到圆括号就调转阅读的方向；括号内分析完就跳出括号，还是先右后左的顺序。如此循环，直到分析完整个定义。

用分析int (*pfunc) (int)为例

找到变量名pfunc，先往右是圆括号，调转方向，左边是一个*号，这说明pfunc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(*pfunc)是一个函数，所以pfunc是一个指向这类函数的指针，即函数指针，
这类函数具有一个int类型的参数，返回值类型是int。

同样的，对于int (*arr[10]) (int)

找到变量名arr，先往右是[]运算符，说明arr是一个数组；
再往左是一个*号，说明arr数组的元素是指针（注意：这里的*修饰的不是arr，而是arr[10]。原因是[]运算符的优先级比*要高，arr先与[]结合。）；
跳出圆括号，先往右又遇到圆括号，说明arr数组的元素是指向函数的指针，它指向的函数有一个int类型的参数，返回值类型是int。

那么，怎么判断定义的是函数指针，还是数组指针，或是数组呢？可以抽象出几个模式：

typedef (*var)(...); // 变量名var与*结合，被圆括号括起来，右边是参数列表。表明这是函数指针
typedef (*var)[];  //变量名var与*结合，被圆括号括起来，右边是[]运算符。表示这是数组指针
typedef (*var[])...;// 变量名var先与[]结合，说明这是一个数组（至于数组包含的是什么，由旁边的修饰决定）

下面可以利用右左法则去分析复杂的声明和定义：

void * (* (*fp1)(int)) [10];

找到变量名fp1，往右看是圆括号，调转方向往左看到*号，说明fp1是一个指针；
跳出内层圆括号，往右看是参数列表，说明fp1是一个函数指针，接着往左看是*号，说明指向的函数返回值是指针；
再跳出外层圆括号，往右看是[]运算符，说明函数返回的是一个数组指针，往左看是void *，说明数组包含的类型是void *。

简言之，fp1是一个指向函数的指针，该函数接受一个整型参数并返回一个指向含有10个void指针数组的指针。

float (* (*fp2) (int, int, float)) (int);

找到变量名fp2，往右看是圆括号，调转方向往左看到*号，说明fp2是一个指针；
跳出内层圆括号，往右看是参数列表，说明fp2是一个函数指针，接着往左看是*号，说明指向的函数返回值是指针；
再跳出外层圆括号，往右看还是参数列表，说明返回的指针是一个函数指针，该函数有一个int类型的参数，返回值类型是float。

简言之，fp2是一个指向函数的指针，该函数接受三个参数(int, int, float)，且返回一个指向函数的指针，该函数接受一个int参数并返回一个float。

typedef double (* (* (*fp3) ()) [10]) ();
fp3 a;

如果创建许多复杂的定义，可以使用typedef。这一条显示typedef是如何缩短复杂的定义的。

跟前面一样，先找到变量名fp3（这里fp3其实是新类型名），往右看是圆括号，调转方向往左是*，说明fp3是一个指针；
跳出圆括号，往右看是空参数列表，说明fp3是一个函数指针，接着往左是*号，说明该函数的返回值是一个指针；
跳出第二层圆括号，往右是[]运算符，说明函数的返回值是一个数组指针，接着往左是*号，说明数组中包含的是指针；
跳出第三层圆括号，往右是参数列表，说明数组中包含的是函数指针，这些函数没有参数，返回值类型是double。

简言之，fp3是一个指向函数的指针，该函数无参数，且返回一个含有10个指向函数指针的数组的指针，这些函数不接受参数且返回double值。

这二行接着说明：a是fp3类型中的一个。

int (* (*fp4()) [10]) ();

这里fp4不是变量定义，而是一个函数声明。

找到变量名fp4，往右是一个无参参数列表，说明fp4是一个函数，接着往左是*号，说明函数返回值是一个指针；
跳出里层圆括号，往右是[]运算符，说明fp4的函数返回值是一个指向数组的指针，往左是*号，说明数组中包含的元素是指针；
跳出外层圆括号，往右是一个无参参数列表，说明数组中包含的元素是函数指针，这些函数没有参数，返回值的类型是int。

简言之，fp4是一个返回指针的函数，该指针指向含有10个函数指针的数组，这些函数不接受参数且返回整型值。

四、用typedef简化复杂的声明和定义

int *(*a[10]) (int, char*);

用前面的“右左法则”，可以知道
- a是一个包含10个函数指针的数组，这些函数的参数列表是(int, char*)，返回值类型是int *。
- 如果要定义相同类型的变量b，都得重复书写：int *(*b[10]) (int, char*);
- 为了避免重复复杂的定义，用typedef来简化复杂的声明和定义。 typedef可以给现有的类型起个别名。这里用typedef给以上a、b的类型起个别名：
```
typedef int *(*A[10])(int, char*);// 在之前定义的前面加入typedef，然后将变量名a替换成类型名A
```
现在要再定义相同类型的变量c，只需要： A c;
void (*b[10]) (void (*)());
- 先替换右边括号里面的参数，将void (*)()的类型起个别名pParam：
```
typedef void (*pParam) (); 
```
- 再替换左边的变量b，为b的类型起个别名B：
```
typedef void (*B)(pParam);
```
- 原声明的简化版：
```
B b[10];
```