• 11月 13 週二 201807:03

• C 說話:typedef 的用法

// 下行的語法是毛病: static 不行以出現在 typedef 中
typedef static int newINT;
newINT x, y, x;

// 要改成以下二行才行 (static 必須移到變數界說式)
typedef int newINT;
static newINT x, y翻譯社 z;

// define a non-const pointer to const data
const char * p; // (1)
char const * p; // (2)
typedef const char * ptr; // (3-1)
ptr p; // (3-2)

// define a const pointer to non-const data
char * const p; // (4)
typedef char* ptr; // (5-1)
const ptr p; // (5-2)

unsigned char flag1, flag2;
struct _list_node_ {
 unsigned long size;
 strcut _list_node_ *next;
} node0, *free_list;

typedef uint8_t Buffer[16];

Buffer xBuf;

xBuf[0] = 3;
xBuf[1] = 2;

• 第3行有些小小的奇異, 定義變數時仿佛沒有指定是陣列翻譯社 後面卻可以用陣列的寫法. 其實第3行相當於 uint8_t xBuf[16]
• 用法可能看起來有點希奇, 卻可以包管每次用 Buffer 界說或宣佈的陣列變數 必然是 16 個 uint8_t 元素. 優點是陣列的巨細需要改變時翻譯社 只要點竄 typedef 沒必要全部專案翻找一遍, 還要憂慮是不是有改漏了.

若是碰到看不懂時, 建議你可以把界說中的 typedef 拿掉, 同時資料型態名稱換成變數的名稱翻譯社 就會對照輕易理解. 例如: 把 typedef uint8_t Buffer[16]; 去掉 typedef, Buffer 換成變數名 xBuf翻譯社 變成 uint8_t xBuf[16];

圈套 -- 有關 storage class 和 qualifier 經常呈現的毛病

1. 由於 typedef 的功效會被視為資料型態的擴充翻譯社 界說或宣告變數時可使用指定儲區類別 (storage class) 的四個 keyword (auto, static, extern翻譯社 register) 來加以潤飾, 是以 typedef 的內容本身是不成以使用這四個 keyword 的.

雜記

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1. 習慣上, C 語言 (如: standard C library, POSIX) 會在衍生性型別號的後面加上 _t, 像是 size_t.
2. 定義或宣告變數時翻譯社 新設的型別不行以和 signed, unsigned 一路適用 (即使是 原始型別是 int翻譯社 short, long... 之類的型別). 來由很簡單 signed int 和 unsigned int 是別離的根基資料型態, 意即 signed 和 unsigned 這二個 keyword 並非 int 的 storage class 或是 qualifier 之類的潤色 keyword.

註一: 宣佈和界說有所分歧. 界說變數會現實佔據記憶體空間, 而宣告變數則只產生參考的保持翻譯社 稍後連結程式時再保持到在其他模組界說的變數. 天成翻譯公司們一般把宣佈變數擺放在 header file (.h 檔) 中, 有需要的模組或程式只要 include 便可. 而界說變數則視情形放在主程式或相幹的模組中, 當然它凡是也會 include 該 header file.

底下的程式片斷是變數界說的部分翻譯社 沒有利用 typedef 的模樣:

再來看一些用 typedef 轉換化簡的例子: from blog.sina.com.cn typedef的四个用途和两大圈套
覺得很吃力看不下去了嗎? 先讀一下這一篇 C 說話:輕鬆讀懂複雜的定義 (Define and Read the complex declarations)

// 原始寫法:
int *(*a[5])(int, char*);
// 轉換1:
typedef int *(*pFun)(int, char*);
pFun a[5];
// 轉換2:
typedef int *Func(int, char*);
Func *a[5];

• 轉換1: 在 *a[5] 中, [] 優先權比 * 高翻譯社 故把 a[5] 留在本來變數界說的式子, 其餘的轉為 typedef
• 轉換2: 把 *a[5] 全部留在原來的變數界說式, 其餘的轉為 typedef

例二: 變數為一陣列, 陣列元素內容為 函數指標, 函數之參數為 函數指標

例一: 變數為一陣列翻譯社 陣列元素內容為 函數指標

C 說話中 typedef 可以用來擴充 C 原本的資料型態. 平常天成翻譯公司們會將某個資料型態或將經常使用的資料型態組合賜與一個對照直觀而易懂的別號. 界說別號以後我們就能夠像利用原本的資料型態來宣佈或界說變數一樣翻譯社 直接拿它來宣佈或定義_{(註一, 註二)}變數.

void (*signal(int sig翻譯社 void (*func)(int)))(int);
// 轉換成下面的模樣
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int sig, sighandler_t func);

下面的例子借用自 Wiki 網站對 typedef 的解說

// Examples of typedef a pointer
typedef struct _list_node_ * pLIST_NODE; // (1)
typedef struct _list_node_ (* pLIST_NODE); // (2)

// Examples of typedef a function or pointer of function
typedef int IamFunc (int, int); // (3)
typedef int *IamFunc (int, int); // (4)
typedef int (*IamFunc)(int, int); // (5)

• 式子(1) 是使用了卻構指標, 寫法很平凡, 看起來應該很習慣.
• 式子(2) 的寫法看起來感受好像有點玄機... 但其實並沒有, 式子(1)和(2)這二個寫法是一樣的:
  在界說或宣佈指標 int * ptr 的寫法中翻譯社 星號左右雙方的空白是無關緊要的翻譯社 所以 int* ptr, int *ptr, int * ptr, int*ptr, 都是准確的並且意義也相同.
  而诠釋上你可以說 ptr 是一個 int*, 也可以說 *ptr 是一個 int. 所以多加了括號其實不會改變它的意義.

轉換化簡的原則:

• 不能破壞原有之運算先後次序.
• 轉換化簡沒有固定的謎底翻譯社 完全視程式的需要取 typedef 的截斷點.

• 式子(3) 現實是定義一個體名 IamFunc, 它是一個傳回值為整數且需要二個整數參數的函數.
• 式子(4) 和式子(3) 比較, 只是回傳值由 int 變為 int*. 因為在 IamFunc 右側的函數呼喚運算子 (), 比在左邊的取值運算子 *, 優先官僚來得較高.
• 式子(5) 和式子(3) 比較, 多加了括號強迫取值運算子 * 先履行, 所以函數釀成了指向函數的指標翻譯社 (名為 IamFunc 的資料型態, 是一個指標指向一個傳回值為整數且需要二個整數參數的函數).
• 有人說 式子(3) 和式子(5) 是對等的翻譯社 關於這點天成翻譯公司不是很清晰, 需要多一點時候找資料及作些嘗試來驗證.
• 謎底也對也錯: 就 typedef 的界說內容來講: 他們是紛歧樣的. 可是就後續程式的現實運用來講: 這二個 typedef 定義完全一致翻譯社 程式的寫法不異, 結果也完全一樣. 之所以會有這類景遇, 是因為 C 編譯器對 function pointer 的界說和處置體式格局和其他指標其實不一樣, 並且還有點另類: function pointer 的取址運算 & 及取值運算 * 結果或有分歧 (一個是指標的位址, 一個是函數的位址) 但是只要一帶上 () 效果都是呼喚函數而且不會搞錯 (好奇異喔!). 這裡有一篇有關 function pointer 的說明 (英文) Declaring翻譯社 Assigning翻譯社 and Using Function Pointers 是 Usenet 上 comp.lang.c FAQ list 的保護人 Steve Summit 師長教師寫的翻譯社 對於 function pointer 的取址運算 & 及取值運算 * 有明確的說明註解, 提供給人人參考.

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文章標籤

C C 語言 typedef function pointer struct pointer pointers 指標 構造指標 函數指標

參考

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1. en.wikipedia.org typedef
2. blog.sina.com.cn typedef的四个用處和两大陷阱
3. pixnet.net/blog C 說話:輕鬆讀懂複雜的定義 (Define and Read the complex declarations)
4. Declaring翻譯社 Assigning, and Using Function Pointers

typedef unsigned char bool;
typedef struct _list_node_ {
 unsigned long size;
 strcut _list_node_ *next;
} LIST_NODE;

bool flag1, flag2;
LIST_NODE node0, *free_list;

• 第1行的 typedef 為 unsigned char 取了個好記的別號 bool.
• 第25行則將構造 _list_node_ 擴充為資料型態並為其定名為 LIST_NODE. 這裡要注意的是結構內部有一個指標指向和本身一樣的構造. 在 typedef 的界說中我們只能利用 struct _list_node_ * 而弗成以利用 typedef 的功效 LIST_NODE (因為 LIST_NODE 還沒有界說完成. 翻譯公司也能夠把 typedef 的界說和佈局的定義拆開來).
• 第78行則拿新界說的別號, 來界說本來程式要界說的變數. 如果再把 15 行的 typedef 移到標頭檔 (xxx.h)翻譯社 只留下 78 行這二行變數界說的部份, 程式看起來就簡練多了.
• 上面有關 LIST_NODE 的部分, 也能夠換一個寫法:

  typedef struct _list_node_ {
   unsigned long size;
   strcut _list_node_ *next;
  } LIST_NODE, *pLIST_NODE;
  
  LIST_NODE node0;
  pLIST_NODE free_list;
  

  這個 typedef 寫法用了一個一般對照不經常使用的 翻譯社. 其實就是和 int32_t a翻譯社 *p;_(註三) 界說了 "一個 32 位元整數變數 a 和一個指到 32 位元整數的指標變數 p" 一樣, 如許的寫法界說了一個結構 _list_node_ 的別號 LIST_NODE翻譯社 和一個指標型的別號 pLIST_NODE. 所以本例和上例這二種寫法界說出來的變數 node0, free_list 了局是完全一致的.

註三: 利用 , 將多個變數的界說/宣佈連結起來時, 要注意 * (指標) 其實不算在配合的資料型態這一邊, 而是算在變數名稱這一邊. 所以上面的例子裡的 int32_t a, *p; 和 int32_t *p, a; 和 int32_t* p, a; 意義上都是一樣的. 初學者需要特殊小心最後一種寫法, 很是輕易讓人弄錯搞含混了.

// 原始寫法:
void (*b[10])(void (*)());
// 轉換為:
typedef void (*pFunParam)(); // 右半部翻譯社 函數的參數
typedef void (*pFunx)(pFunParam); // 左半部的函數
pFunx b[10];

例三: 變數為指向陣列之指標翻譯社 陣列元素固定為 9, 陣列元素內容為 函數指標

int do_math(float arg1翻譯社 int arg2) {
 return arg2;
}

int call_a_func(int (*call_this)(float, int)) {
 int output = call_this(5.5翻譯社 7);
 return output;
}

int final_result = call_a_func(&do_math);

套用 typedef 之後, typedef 自己易讀而且 call_a_func 的參數部份翻譯社 也變得簡單易讀.

註二: ANSI C 標準文件說: 會現實佔據記憶體空間的宣佈稱為界說. 所以 ANSI C 說的宣佈包括了界說及純宣告. 而註一及以下本文中所指的宣佈則是指沒有佔據記憶體空間的純宣佈, 而不是 ANSI C 本來所指的宣佈翻譯社 特此申明. 請參考維基網站 Declaration (computer programming) 段落二 'Declaration vs. definition' 及段落三 'Declarations and Definitions')

接著, 我們進一步加一些轉變

下面的例子含有例舉 (enum) 別號界說翻譯社 應當不消多作註釋.

typedef int (*MathFunc)(float, int);

int do_math(float arg1翻譯社 int arg2) {
 return arg2;
}

int call_a_func(MathFunc call_this) {
 int output = call_this(5.5, 7);
 return output;
}

int final_result = call_a_func(&do_math);

再來一個更極端的例子 (也是借用自 Wiki 網站對 typedef 的解說)

轉換化簡

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enum color { black翻譯社 white, gold, pink };
typedef enum color iPhoneColor;
iPhoneColor x = gold;

再下來是陣列 array 的例子:

// 原始寫法:
doube(*)() (*e)[9];
// 轉換為:
typedef double (*pFuny)(); // 左半部
typedef pFuny (*pFunParamy)[9]; // 右半部
pFunParamy e;

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函數指標最常見的應用是利用在 callback 的手藝上. 由於需要將某一函數的位址當做參數傳送給另外一個函數, 是以利用 typedef 替這類 callback 函數的指標界說一個新名字 (新資料型態), 可以大幅提昇程式的可讀性, 往後保護及點竄上比較不會失足.

// Wrong definition:
typedef char * pstr;
mystrcmp(const pstr, const pstr);

// Correct definition:
typedef const char * cpstr;
mystrcmp(cpstr, cpstr);

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