typedef的详细用法
不太想谈#define, 在题主的例子的这种用法里, 它就是个文本替换工具, 预处理器完成的, 无脑替换, 跟word里的replace一模一样, 不关编译器的事. 想谈一下typedef.
搞懂了c++创始人写的<the design and evolution of cpp>
中的下面这个例子, 有助于你理解typedef:
typedef int P();
typedef int Q();
class X {static P(Q); // 等价于`static int Q()`, Q在此作用域中不再是一个类型static Q(P); // 等价于`static int Q(int ())`, 定义了一个名为Q的function
};
这是一个极好的例子, 先问一下 typedef int P()到底做了什么? 其实是:
declares a function type P as returning an int and taking no arguments.
1. 官方定义
初次接触此类typedef用法的程序员直观上理解这个例子比较困难, 我们来看一下typedef的官方定义:
Typedef does not work like typedef [type] [new name]. The [new name] part does not always come at the end.
You should look at it this way: if [some declaration] declares a variable, typedef [same declaration] would define a type.
看我标黑的这句话, 总结一下就是: 任何声明变量的语句前面加上typedef之后,原来是变量的都变成一种类型。不管这个声明中的标识符号出现在中间还是最后.
2. 隐藏技能
typedef 定义的新类型, 使用时可以省略括号.
什么意思???????????
typedef int NUM;
NUM a = 10; // 也可写成`NUM(a) = 10;`
NUM(b) = 12; // 也可写成`NUM b = 12;`
3. 举例
先从初级的开始:
整型:
typedef int x; // 定义了一个名为x的int类型
结构体
typedef struct { char c; } s; // 定义名为s的struct类型
指针
typedef int *p; //定义了一个名为p的指针类型, 它指向int (中文描述指针好累)
接下来是高级的(注意标识符不一定在最后):
数组
typedef int A[]; // 定义一个名为A的ints数组的类型
函数
typedef int f(); // 定义一个名为f, 参数为空, 返回值为int的函数类型
typedef int g(int); // 定义一个名为g, 含一个int参数, 返回值为int行的函数类型
现在回过头看:
typedef int P();
static P(Q);
应该就比较好理解了, P是一个新定义的function类型, 它返回值为int, 无参数
根据我的第2点说明, P(Q); 实际上等价于P Q, 声明Q是一个返回值为int, 无参数的函数.
这玩意有什么用呢?我们都知道C++语言里, 函数都是先声明后使用的(除非在使用之前定义), 看以下例子:
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string>typedef int P(); // 简单的
typedef void Q(int *p, const std::string& s1, const std::string& s2, size_t size, bool is_true); // 复杂的
class X {public:P(eat_shit); // 等价于声明`int eat_shit();`Q(bullshit); // 等价于声明`void bullshit(int *p, const string& s1, const string& s2, size_t size, bool is_true);`
};int main() {X *xx;printf("shit ret: %d\n", xx->eat_shit());int a[] = {1, 3, 4, 5, 7};xx->bullshit(a, "foo", "bar", sizeof(a)/sizeof(int), true);
}int X::eat_shit() {return 888;
}void X::bullshit(int *p, const std::string& s1, const std::string& s2, size_t size, bool is_true) {std::cout << "s1: " << s1 << ", s2: " << s2 << ", size: " << size << std::endl;printf("elems:\n");for(int i = 0; i < size; i++) {printf("%d %s", *p++, (i == size-1) ? "" : ",");}printf("\n");
}
创造typedef
的原因
在阅读Linux的内核代码是经常会遇到一些复杂的声明和定义,例如:
(1) void * (* (*fp1) (int)) [10];(2) float (* (*fp2) (int, int, float)) (int);(3) typedef double (* (* (*fp3) ()) [10]) ();fp3 a;(4) int (* (*fp4()) [10]) ();
刚看到这些声明或者定义时,一些初学者甚至有一定经验的工程师都有可能头皮发毛,基于大惑不解。如果缺乏经验和方法来对这些内容进行理解,势必会让我们浪费大量的时间。
我尝试对这些内容进行疏理和总结,为自己和有同样困惑的同学答疑解惑。要理解这些复杂的声明和定义,我觉得首先不能着急,应该由浅而深,逐步突破。下面先看一些简单的定义:
1. 定义一个整型数int a;2. 定义一个指向整型数的指针int *p;3. 定义一个指向指针的指针,它指向的指针指向一个整型数int **pp;
到这一步我想大多数人都还好理解,我们可以用一些简单的代码把这三条给串起来:
int a;
int *p;
int **pp;p = &a; // p指向整数a所在的地址
pp = &p; // pp指向指针p
4.定义一个包含10个整型数的数组
int arr[10];
5 定义一个指向包含10个整型数数组的指针
int (*pArr) [10];
用几行代码将4、5两个定义串起来:
int arr[10];
int (*pArr) [10];pArr = &arr;
6.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 (*pfunc) (int);
7.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
int (*arr[10]) (int);
用几行代码将6、7两个定义串起来:
int (*pfunc) (int);
int (*arr[10]) (int);
arr[0] = pfunc;
到这一步,似乎就不是那么好理解了。现在需要请出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。
让我们用这个方法来分析上面的第6条定义:
int (*pfunc) (int);
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。
接着分析第7条定义:
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。
分析完这两个定义,相信多数人心里面应该有点谱了。可应该还有人会问:怎么判断定义的是函数指针(定义6),还是数组指针(定义5),或是数组(定义7)?可以抽象出几个模式:
- type (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
- type(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
- type(*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)
至此,我们应该有能力分析文章开始列出来了几条声明和定义:
(1) 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。
(2) 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和float)
,且返回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float。
(3) 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。
(4) 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。
用typedef
简化复杂的声明和定义
以上我们已经看到了不少复杂的声明和定义,这里再举一个例子:
int *(*a[10]) (int, char*);
用前面的“右左法则”,我们可以很快弄清楚: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*
。理解已经不成问题,这里的关键是如果要定义相同类型的变量b,都得重复书写:
int *(*b[10]) (int, char*);
这里有没有方便的办法避免这样没有价值的重复?答案就是用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;
再看一例:
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];
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