Typedef Struct 用法详解

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。

实例像：

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，但它也有“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它代码维护问题，它的实例像：

#define INT int 
#define TRUE 1 
#define Add(a,b) ((a)+(b)); 
#define Loop_10 for (int i=0; i<10; i++)

用法详解：

#define 的变体,即 #ifndef，可以防止头头文件的重复引用。

#ifdef和 #define组合,一般用于头文件中,用以实现防止多个文件对此同一个头文件的重复引用.实际使用中,即使你的头文件暂时没有被多个文件所引用,为了增加程序可读性,移植性,健壮性等,还是最好都加上。其用法一般为：

#ifndef <标识>
#define <标识>
………   // include or define sth.
#endif

<标识>在理论上来说可以是自由命名的，但每个头文件的这个“标识”都应该是唯一的 to void the definition duplication。but normallz, 标识的命名规则一般是头文件名全大写，前后加下划线，并把文件名中的“.”也变成下划线，如：stdio.h对应的就是:

#ifndef _STDIO_H_
#define _STDIO_H_
………   // include or define sth.
#endif

#define的变体,即#ifdef，可以实现加入自己需要的模块(源文件)

[例子] 在源文件中加入

#ifdef MYSELF_H
#include "myself.c"
#endif

可以实现在源文件中加入myself.c的代码,将其实现的功能加进来, 即加入了myself模块。

#define可以进行宏定义常量

可以对一些常见的变量,字符串等,进行宏定义,系统在编译期间,就会自动替换如果不进行宏定义,一般如果此类变量,字符串等,需要修改,就需要对源文件中它们出现的地方一一修改,效率比较低,而此种宏定义后,只需要修改一次,实现批量修改,效率较高.而且有些数字或字符很麻烦,每次都要输入,就显得很繁琐,而且容易出错,而采取此宏定义,就很方便和易于维护.

[例子]

#define PI 3.1415926

[注意事项]
(1) 宏定义中的变量,约定俗成用大写,以此与小写的普通变量区分开来.当然如果你故意小写,也是合法的.不过如果你想让你写的程序具有高可读性,那最好遵守此约定.
(2) #define的行尾,没有分号”;”,有些人不注意,会画蛇添足地加上.有些公司招聘时候的笔试,也会考察这个细节.
(3) 如果后面的宏定义中的变量和前面的有内在联系,那么后面的宏定义变量最好用前面的表示

[例子]

#define PI 3.1415926
#define RADIUS 5

而在表达该圆的面积的时候,就可以用下面的表示了:

#define AREA ((PI)*( RADIUS)*( RADIUS))
//此处加括号是为了避免后面提到的一种边界效应

[缺点]

宏定义有一些缺点:

(1) 无法对宏定义中的变量进行类型检查此缺点,是相对于const变量来说的

[define与const的区别的简单总结]
define定义的变量,是Compile-Time时期的变量,系统在编译时候,就将其全部替换,而不会对其变量进行类型等属性检查,相对不是很安全,可能存在潜在的问题,而没有发现. 正因为其仅仅是编译时期替换,所以其定义的变量,是不会在运行时候分配内存的,不占用内存空间. const定义的变量,是 Run-Time时期的变量,如果类型不匹配,系统在运行时候,就会发现并提示或报错,对应的,const变量在运行时期,也是一种变量,系统会为其分配内存.

(2) 边界效应

A. 未加括号带来的边界效应由于宏定义的时候,其各个分量未加括号,而在使用宏定义的时候,传递的参数是变量的表达式,然后经过系统展开后,由于优先级的原因,导致其结果不是你所希望的.

[例子]

#define MUL(A,B) A*B

而在使用的时候,这样的调用:

int a=1,b=2,c=3,d=0;
d=MUL(a+b,c)

经过编译时候展开,就变成了

d=a+b*c

而不是我们所希望的

d=(a+b)*c

[解决办法]

其解决办法也很简单,就是给每个分量,都加上括号,就可以避免此类问题即,在宏定义的时候,如此定义:

#define MUL(A,B) ((A)*(B))

B. 在define数据类型的时候, 未加括号带来的问题在用define进行新的数据类型定义的时候,由于未加括号,会出现你所未预料到的结果. 此点其实就是上面说的边界效应,之所以将此点单独说一下,是由于此点不是普通计算结果的问题,而是数据类型的问题,问题相对更严重. 也是笔者在看《想成为嵌入式程序员应知道的0x10个基本问题》的时候,看到其作者提到的这个问题,此处就用其例子解释如下:

[例子]

#define dPS struct s *   //注意末尾无分号

当使用的时候,遇到:

dPS p1,p2;

的时候,经过编译时候替换扩展,就变成了

struct s* p1,p2;

而p2就不是我们所希望的s的指针类型了,而是一个普通的s数据结构类型的了.产生了边界效应.

[解决办法]

对应的解决办法也很简单,就是,遇到此类新数据类型定义的时候,还是用typedef 将上述宏定义改为:

typedef struct s * tPS; // 注意末尾有分号

而后的使用:

tPS p1,p2;

就正常了.

C. 特殊情况时候,加了括号也无法避免错误在宏定义中出现++或—之类的操作符的时候,即使加括号,也无法避免其中的问题

[例子]

#define MIN(A,B) ((A)<(B)?(A):(B))

如果进行如此调用

int a=1,b=3,min=0;
min=MIN(a++,b);

经过编译替换展开后,就成了

max=((a++)< (b)?(a++):(b))

计算出来的结果,就是

min=3

而不是我们所要的

min=1

此类问题无法避免,除非程序员在调用宏的时候,自己多加注意,尽量避免此类调用. about how to use the Macro of the mostly used function, like min() and max() ,please refer this: eliminate the side effect of Micro in C 【后记20100813】如果想要min的宏定义，避免传入a++，b++之类所导致的副作用，那么可以参考最新的Linux内核中的定义，如下：

#define min(x, y) ({     
typeof(x) _x = (x);    
typeof(y) _y = (y);    
(void) (&_x == &_y);   
_x < _y ? _x : _y; })

在Scott Meyer的Effective C++一书的条款1中有关于#define语句弊端的分析，以及好的替代方法，大家可参看。

三、typedef与#define的区别

从以上的概念便也能基本清楚，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？我主张用typedef 因为在早期的许多C编译器中这条语句是非法的，只是现今的编译器又做了扩充。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。请看上面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。

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。

注意：两者还有一个行尾;号的区别哦！

四、typedef struct与struct的区别

1.基本解释

typedef为C语言的关键字，作用是为一种数据类型定义一个新名字。这里的数据类型包括内部数据类型（int,char等）和自定义的数据类型（struct等）。

在编程中使用typedef目的一般有两个，一个是给变量一个易记且意义明确的新名字，另一个是简化一些比较复杂的类型声明。

至于typedef有什么微妙之处，请你接着看下面对几个问题的具体阐述。

2.typedef & 结构的问题

当用下面的代码定义一个结构时，编译器报了一个错误，为什么呢？莫非C语言不允许在结构中包含指向它自己的指针吗？请你先猜想一下，然后看下文说明：

typedef struct tagNode
{
　char *pItem;
　pNode pNext;
} *pNode;

答案与分析：

typedef的最简单使用

typedef long byte_4;
//给已知数据类型long起个新名字，叫byte_4。

typedef与结构结合使用
```
typedef struct tagMyStruct
{ 
　int iNum;
　long lLength;
} MyStruct;
```
这语句实际上完成两个操作：
1) 定义一个新的结构类型
```
struct tagMyStruct
{ 
　int iNum; 
　long lLength; 
};
```
分析：tagMyStruct称为“tag”，即“标签”，实际上是一个临时名字，struct 关键字和tagMyStruct一起，构成了这个结构类型，不论是否有typedef，这个结构都存在。

我们可以用struct tagMyStruct varName来定义变量，但要注意，使用tagMyStruct varName来定义变量是不对的，因为struct 和tagMyStruct合在一起才能表示一个结构类型。

2) typedef为这个新的结构起了一个名字，叫MyStruct。
```
typedef struct tagMyStruct MyStruct;
```
因此，MyStruct实际上相当于struct tagMyStruct，我们可以使用MyStruct varName来定义变量。

C语言当然允许在结构中包含指向它自己的指针，我们可以在建立链表等数据结构的实现上看到无数这样的例子，上述代码的根本问题在于typedef的应用。

根据我们上面的阐述可以知道：新结构建立的过程中遇到了pNext域的声明，类型是pNode，要知道pNode表示的是类型的新名字，那么在类型本身还没有建立完成的时候，这个类型的新名字也还不存在，也就是说这个时候编译器根本不认识pNode。

解决这个问题的方法有多种：

1)、
```
typedef struct tagNode 
{
　char *pItem;
  struct tagNode *pNext;
} *pNode;
```
2)、
```
typedef struct tagNode *pNode;
struct tagNode 
{
　char *pItem;
　pNode pNext;
};
```
注意：在这个例子中，你用typedef给一个还未完全声明的类型起新名字。C语言编译器支持这种做法。

五、在C和C++中struct和typedef struct的区别

在C和C++有三种定义结构的方法。

typedef struct {

int data;

int text;

} S1;

//这种方法可以在c或者c++中定义一个S1结构

struct S2 {

int data;

int text;

};

// 这种定义方式只能在C++中使用，而如果用在C中，那么编译器会报错

struct {

int data;

int text;

} S3;

//这种方法并没有定义一个结构，而是定义了一个s3的结构变量，编译器会为s3内存。

void main()

{

S1 mine1;// OK ,S1 是一个类型

S2 mine2;// OK,S2 是一个类型

S3 mine3;// OK,S3 不是一个类型

S1.data = 5;// ERROR S1 是一个类型

S2.data = 5;// ERROR S2 是一个类型

S3.data = 5;// OK S3是一个变量

}

另外，对与在结构中定义结构本身的变量也有几种写法

struct S6 {

S6* ptr;

};

// 这种写法只能在C++中使用

typedef struct {

S7* ptr;

} S7;

// 这是一种在C和C++中都是错误的定义

如果在C中，我们可以使用这样一个“曲线救国的方法“

typedef struct tagS8{

tagS8 * ptr;

} S8;

六、struct和typedef struct

分三块来讲述：
1 首先：在C中定义一个结构体类型要用typedef:

typedef struct Student
{
    int a;
}Stu;

于是在声明变量的时候就可：

Stu stu1;

如果没有typedef就必须用：

struct Student stu1;

来声明

这里的Stu实际上就是struct Student的别名。

另外这里也可以不写Student（于是也不能struct Student stu1;了）

typedef struct
{
    int a;
}Stu;

但在c++里很简单，直接

struct Student
{
    int a;
};

于是就定义了结构体类型Student，声明变量时直接Student stu2；

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2其次：在c++中如果用typedef的话，又会造成区别：

struct Student 
{ 
int a; 
}stu1;//stu1是一个变量 
typedef struct Student2 
{ 
int a; 
}stu2;//stu2是一个结构体类型

使用时可以直接访问stu1.a 但是stu2则必须先 stu2 s2; 然后 s2.a=10;

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七、C/C++中typedef struct和struct的用法

struct _x1 { ...}x1;

和

typedef struct _x2{ ...} x2;

有什么不同？

其实, 前者是定义了类x1和x1的对象实例x1, 后者是定义了类x2和x2的类别名x2 ,

所以它们在使用过程中是有取别的.请看实例1.

[知识点]

结构也是一种数据类型, 可以使用结构变量, 因此, 象其它类型的变量一样, 在使用结构变量时要先对其定义。

定义结构变量的一般格式为:

struct 结构名 

{ 

类型 变量名; 

类型 变量名; 

... 

} 结构变量;  //结构体的变量

结构名是结构的标识符，不是变量名。

另一种常用格式为:

typedef struct 结构名 

{    

类型 变量名; 

类型 变量名; 

... 

} 结构别名;  //结构别名:只是结构的标示符——结构体类型

另外注意: 在C中，struct不能包含函数。在C++中，对struct进行了扩展，可以包含函数。

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实例1: struct.cpp

#include <iostream> 

using namespace std; 

typedef struct _point{ 

int x; 

int y; 

}point; //定义类，给类一个别名 

struct _hello{ 

int x,y; 

} hello; //同时定义类和对象 

int main() 

{ 

point pt1; 

pt1.x = 2; 

pt1.y = 5; 

cout<< "ptpt1.x=" << pt1.x << "pt.y=" <<pt1.y <<endl; 

//hello pt2; 

//pt2.x = 8; 

//pt2.y =10; 

//cout<<"pt2pt2.x="<< pt2.x <<"pt2.y="<<pt2.y <<endl; 

//上面的hello pt2;这一行编译将不能通过. 为什么? 

//因为hello是被定义了的对象实例了. 

//正确做法如下: 用hello.x和hello.y 

hello.x = 8; 

hello.y = 10; 

cout<< "hellohello.x=" << hello.x << "hello.y=" <<hello.y <<endl; 

return 0; 

}

posted @ 2015-08-05 10:34 CoffeeXC 阅读(11980) 评论(0) 编辑收藏举报

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