1. 程式人生 > >C 中typedef 函式指標的使用

C 中typedef 函式指標的使用

型別定義的語法可以歸結為一句話:只要在變數定義前面加上typedef,就成了型別定義。這兒的原本應該是變數的東西,就成為了型別。

char(&yes)[1]; 定義一個引用 一元字元陣列 的變數,(和char& yes類似,但此不是陣列)
char(&no)[2]; 定義一個2個元素的字元型陣列變數, char& no類似

int integer;     //整型變數
int *pointer;   //整型指標變數
int array [5]; //整型陣列變數
int *p_array [5]; //整型指標的陣列的變數
int (*array_pointer) [5];//整型陣列的指標的變數


int function (int param);//函式定義,也可將函式名看作函式的變數
int *function (int param);//仍然是函式,但返回值是整型指標
int (*function) (int param);//現在就是指向函式的指標了

若要定義相應型別,即為型別來起名字,就是下面的形式:

typedef char(&yes)[1]; 定義一個引用陣列的型別
typedef char(&no)[2]; 定義一個引用陣列的型別
typedef int integer_t;                      //整型型別
typedef int *pointer_t;     //整型指標型別
typedef int array_t [5]; //整型陣列型別
typedef int *p_array_t [5];    //整型指標的陣列的型別
typedef int (*array_pointer_t) [5]; //整型陣列的指標的型別
typedef int function_t (int param);     //函式型別
typedef int *function_t (int param);    //函式型別
typedef int (*function_t) (int param); //指向函式的指標的型別
注意:

上面的函式型別在C中可能會出錯,因為C中並沒有函式型別,它的函式變數會自動退化成函式指標;在C++中好像是可以的。在這裡主要說明的是形式上的相似性.

typedef的一般形式為:
typedef   型別     定義名;
在程式設計中使用typedef目的一般有兩個,一個是給變數一個易記且意義明確的新名字,另一個是簡化一些比較複雜的型別宣告。
其實,在C語言中宣告變數的時候,有個儲存型別指示符(storage-class-specifier),它包括我們熟悉的extern、static、auto、register。在不指定儲存型別指示符的時候,編譯器會根據約定自動取預設值。另外,儲存型別指示符的位置也是任意的(但要求在變數名和指標*之前),也就是說以下幾行程式碼是等價的:
static const int i;
const static int i;
int const static i;
const int static i;
根據C語言規範,在進行句法分析的時候,typedef和儲存型別指示符是等價的

!所以,我們把上述使用static的地方替換為typedef:
typedef const int i;
const typedef int i;
int const typedef i;
const int typedef i;
上述程式碼的語義是:將i定義為一個型別名,其等價的型別為const int。以後如果我們有i   a程式碼,就等價於const int a。對於有指標的地方也是一樣的,比如:
int const typedef *t;那麼程式碼t   p。就相當於int const *p。
另外,typedef不能和static等儲存型別指示符同時使用,因為每個變數只能有一種儲存型別,所以程式碼:typedef static int i;是非法的。

typedef有兩種用法:
一、一般形式,定義已有型別的別名
  typedef   型別    定義名;
二、建立一個新的型別
     typedef   返回值型別   新型別名(引數列表);

1)typedef int NUM[10];//宣告整型陣列型別

    NUM n;//定義n為整型陣列變數,其中n[0]--n[9]可用

2)typedef char* STRING;//宣告STRING為字元指標型別

    STRING p,s[10];//p為字元指標變數,s為指標陣列

3)typedef int (*POINTER)();//宣告POINTER為指向函式的指標型別,該函式返回整型值,沒有引數

    POINTER P1,P2;//p1,p2為POINTER型別的指標變數

說明:

      1)用typedef可以宣告各種型別名,但不能用來定義變數,用typedef可以宣告陣列型別、字串型別、使用比較方便。

例如:定義陣列,原來是用:int a[10],b[10],c[10],d[10];由於都是一維陣列,大小也相同,可以先將此陣列型別宣告為一個名字:

typedef int ARR[10];

然後用ARR去定義陣列變數:

ARR a,b,c,d;//ARR為陣列型別,它包含10個元素。因此a,b,c,d都被定義為一維陣列,含10個元素。可以看到,用typedef可以將 陣列型別 和 陣列變數 分離開來,利用陣列型別可以定義多個數組變數。同樣可以定義字串型別、指標型別等。

      2)用typedef只是對已經存在的型別增加一個型別名,而沒有創造新的型別。

      3)typedef與#define有相似之處,但事實上二者是不同的,#define是在 預編譯 時處理,它只能做簡單的字串替換,而typedef是在 編譯時 處理的。它並不是做簡單的字串替換,而是採用如同 定義變數 的方法那樣來 宣告 一個型別。

例如:typedef int COUNT;和#define COUNT int的作用都是用COUNT代表int,單事實上它們二者是不同的。

兩個陷阱:

陷阱一: 
記住,typedef是定義了一種型別的新別名,不同於巨集,它不是簡單的字串替換。比如:
先定義:
typedef char* PSTR;
然後:
int mystrcmp(const PSTR, const PSTR); 
const PSTR實際上相當於const char*嗎?不是的,它實際上相當於char* const。
原因在於const給予了整個指標本身以常量性,也就是形成了常量指標char* const。
簡單來說,記住當const和typedef一起出現時,typedef不會是簡單的字串替換就行。 
陷阱二: 
typedef在語法上是一個儲存類的關鍵字(如auto、extern、mutable、static、register等一樣),雖然它並不真正影響物件的儲存特性,如:
typedef static int INT2; //不可行
編譯將失敗,會提示“指定了一個以上的儲存類”。

1.typedef  函式指標的使用方法

(1)typedef 首先是用來定義新的型別,i.e typedef struct {.....}mystruct; 在以後引用時,就可以用 mystruct 來定義自己的結構體,mystruct structname1,mystruct structname2.

(2)typedef 常用的地方,就在定義函式指標,行為和巨集定義類似,用實際型別替換同義字,但是有區別: typedef 在編譯時被解釋,因此讓編譯器來應付超越前處理器能力的文字替換

案例一: 
通常講,typedef要比#define要好,特別是在有指標的場合。請看例子: 
typedef char *pStr1; 
#define pStr2 char *; 
pStr1 s1, s2; 
pStr2 s3, s4; 
在上述的變數定義中,s1、s2、s3都被定義為char *,而s4則定義成了char,不是我們所預期的指標變數,根本原因就在於#define只是簡單的字串替換而typedef則是為一個型別起新名字。 
案例二: 
下面的程式碼中編譯器會報一個錯誤,你知道是哪個語句錯了嗎? 
typedef char * pStr; 
char string[4] = "abc"; 
const char *p1 = string; 
const pStr p2 = string; 
p1++; 
p2++; 
是p2++出錯了。這個問題再一次提醒我們:typedef和#define不同,它不是簡單的文字替換。上述程式碼中const pStr p2並不等於const char * p2。const pStr p2和const long x本質上沒有區別,都是對變數進行只讀限制,只不過此處變數p2的資料型別是我們自己定義的而不是系統固有型別而已。因此,const pStr p2的含義是:限定資料型別為char *的變數p2為只讀,因此p2++錯誤。

用法一:

 typedef  返回型別(*新型別)(引數表)

 typedef int ( * MYFUNCTION )( int,int ); 這種用法一般是在定義函式指標 MYFUNCTION 是一個函式指標型別 有兩個整型的引數,返回一個整型。

在對於這樣的形式,去掉typedef和別名 就剩下了的是原變數的型別 如:int (*)(int ,int); 在函式指標中,抽象得看待函式,函式名其實就是一個地址,函式名指向該函式的程式碼在記憶體的首地址。

用法二: 複雜函式宣告型別

 下面是三個變數的宣告  用typedef 如何來做???

>1 int *(*a[5])(void *,void *);

>2 void (*b[5])(void (*)());

>3 float (*)()(*pa)[10];

分析如下:

>1 int *(*a[5])(void *,void *);

//pFUN是自己建立的類型別名 typedef int *(* pFUN)(void  *,void *); //等價於int *(*a[5])(void *,void *); 

pFUN a[5];  a是一個數組,包含五個元素,這些元素都是函式指標,該函式指標所指的函式的返回值是int的指標 輸入引數有兩個都是void *.

>2 void (*b[5])( void (*)() );

// first 為藍色的 宣告一個新的型別 typedef void (*pFUNParam)( );

//整體宣告一個新型別  typedef void (*pFUN)(FUNParam); 

//使用定義的新型別宣告物件 等價於void (*b[5])( void (*)() ); 

pFUN b[5]; b 是一個含有5個元素的陣列,每個元素都是一個函式指標,該函式指標所指的函式的返回值是void.輸入引數是另一個函式指標,這個函式指標沒有引數,返回值為空。在這裡套用了連續的函式指標。本身就是一個函式指標,而且引數也是一個函式指標。

>3float (*)()(*pa)[10];

//first 為上面的藍色表示式宣告一個新型別 typedef float (*pFUN)(); 

//整體宣告一個新型別typedef pFUN (* pFunParam)[10];

//使用定義的新型別來宣告物件 等價與float (*)()(*pa)[10];

pa 是一個指標,指標指向一個含有10個元素的陣列,陣列的元素是函式指標,函式指標所指的函式沒有輸入引數,返回值為float.

**********************************************

使用typedef簡化複雜的變數宣告
1)、定義一個有10個指標的陣列,該指標指向一個函式,該函式有一個整形引數,並返回一個整型?
第一種方法:int (*a[10])(int);
第二種方法:typedef int (*pfunc)(int);
             pfunc a[10];
2)、定義一個有10個指標的陣列,該指標指向一個函式,該函式有一個函式指標(不帶引數,返回值為空)引數,並返回空。
第一種方法:void (*a[10])(void (*)(void));
第二種方法:typedef void (*pfuncParam)(void);
               typedef void (*pfunc)(pfuncParam);
pfunc a[10];
3)、一個指向有10個函式指標(不帶引數,返回值為double)陣列的指標
第一種方法:double (*)(void) (*p)[10];
第二種方法:typedef double (*pfunc)(void);
             typedef pfunc (*pfuncParam)[10];
             pfuncParam p;

從變數名看起,先往右,再往左,碰到一個圓括號就調轉閱讀的方向;括號內分析完就跳出括號,還是按先右後左的順序,如此迴圈,直到整個宣告分析完。舉例:
int (*func)(int *p);
首先找到變數名func,外面有一對圓括號,而且左邊是一個*號,這說明func是一個指標;然後跳出這個圓括號,先看右邊,又遇到圓括號,這說明(*func)是一個函式,

所以func是一個指向這類函式的指標,即函式指標,這類函式具有int*型別的形參,返回值型別是int。
int (*func[5])(int *);
func右邊是一個[]運算子,說明func是具有5個元素的陣列;func的左邊有一個*,說明func的元素是指標(注意這裡的*不是修飾func,而是修飾func[5]的,

原因是[]運算子優先順序比*高,func先跟[]結合)。跳出這個括號,看右邊,又遇到圓括號,說明func陣列的元素是函式型別的指標,它指向的函式具有int*型別的形參,

返回值型別為int。 
也可以記住2個模式:
type (*)(....)函式指標 
type (*)[]陣列指標 

**********************************************

finally 

typedef 使用最多的地方是建立易於記憶的型別名,用它來歸檔程式設計師的意圖。型別出現在所宣告的變數名字中,位於 ''typedef'' 關鍵字右邊。例如:
typedef int size;此宣告定義了一個 int 的同義字,名字為 size。注意 typedef 並不建立新的型別。它僅僅為現有型別新增一個同義字。你可以在任何需要 int 的上下文中使用 size:
void measure(size * psz); size array[4];size len = file.getlength();std::vector <size> vs; typedef 還可以掩飾符合型別,如指標和陣列。例如,你不用象下面這樣重複定義有 81 個字元元素的陣列:
char line[81];char text[81];定義一個 typedef,每當要用到相同型別和大小的陣列時,可以這樣:
typedef char Line[81]; Line text, secondline;getline(text);同樣,可以象下面這樣隱藏指標語法:
typedef char * pstr;int mystrcmp(pstr, pstr);這裡將帶我們到達第一個 typedef 陷阱。標準函式 strcmp()有兩個‘const char *'型別的引數。因此,它可能會誤導人們象下面這樣宣告 mystrcmp():
int mystrcmp(const pstr, const pstr); 這是錯誤的,按照順序,‘const pstr'被解釋為‘char * const'(一個指向 char 的常量指標),而不是‘const char *'(指向常量 char 的指標)。這個問題很容易解決:
typedef const char * cpstr; int mystrcmp(cpstr, cpstr); // 現在是正確的記住:不管什麼時候,只要為指標宣告 typedef,那麼都要在最終的 typedef 名稱中加一個 const,以使得該指標本身是常量,而不是物件。 
程式碼簡化
上面討論的 typedef 行為有點像 #define 巨集,用其實際型別替代同義字。不同點是 typedef 在編譯時被解釋,因此讓編譯器來應付超越前處理器能力的文字替換。例如:
typedef int (*PF) (const char *, const char *);這個宣告引入了 PF 型別作為函式指標的同義字,該函式有兩個 const char * 型別的引數以及一個 int 型別的返回值。如果要使用下列形式的函式宣告,那麼上述這個 typedef 是不可或缺的:
PF Register(PF pf);Register() 的引數是一個 PF 型別的回撥函式,返回某個函式的地址,其署名與先前註冊的名字相同。做一次深呼吸。下面我展示一下如果不用 typedef,我們是如何實現這個宣告的:
int (*Register (int (*pf)(const char *, const char *))) (const char *, const char *); 很少有程式設計師理解它是什麼意思,更不用說這種費解的程式碼所帶來的出錯風險了。顯然,這裡使用 typedef 不是一種特權,而是一種必需。持懷疑態度的人可能會問:“OK,有人還會寫這樣的程式碼嗎?”,快速瀏覽一下揭示 signal()函式的標頭檔案 <csinal>,一個有同樣介面的函式。 
typedef 和儲存類關鍵字(storage class specifier)
這種說法是不是有點令人驚訝,typedef 就像 auto,extern,mutable,static,和 register 一樣,是一個儲存類關鍵字。這並是說 typedef 會真正影響物件的儲存特性;它只是說在語句構成上,typedef 宣告看起來象 static,extern 等型別的變數宣告。下面將帶到第二個陷阱:
typedef register int FAST_COUNTER; // 錯誤編譯通不過。問題出在你不能在宣告中有多個儲存類關鍵字。因為符號 typedef 已經佔據了儲存類關鍵字的位置,在 typedef 宣告中不能用 register(或任何其它儲存類關鍵字)。 
促進跨平臺開發
typedef 有另外一個重要的用途,那就是定義機器無關的型別,例如,你可以定義一個叫 REAL 的浮點型別,在目標機器上它可以i獲得最高的精度:
typedef long double REAL; 在不支援 long double 的機器上,該 typedef 看起來會是下面這樣:
typedef double REAL; 並且,在連 double 都不支援的機器上,該 typedef 看起來會是這樣: 、
typedef float REAL; 你不用對原始碼做任何修改,便可以在每一種平臺上編譯這個使用 REAL 型別的應用程式。唯一要改的是 typedef 本身。在大多數情況下,甚至這個微小的變動完全都可以通過奇妙的條件編譯來自動實現。不是嗎? 標準庫廣泛地使用 typedef 來建立這樣的平臺無關型別:size_t,ptrdiff 和 fpos_t 就是其中的例子。此外,象 std::string 和 std::ofstream 這樣的 typedef 還隱藏了長長的,難以理解的模板特化語法,例如:basic_string<char, char_traits<char>,allocator<char>> 和 basic_ofstream<char, char_traits<char>>。