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使用 typedef 抑制劣质代码

作者：Danny Kalev
编译：MTT 工作室

原文出处：Using typedef to Curb Miscreant Code

　　typedef 声明，简称 typedef，为现有类型创建一个新的名字。比如人们常常使用 typedef 来编写更美观和可读的代码。所谓美观，意指 typedef 能隐藏笨拙的语法构造以及平台相关的数据类型，从而增强可移植性和以及未来的可维护性。本文下面将竭尽全力来揭示 typedef 强大功能以及如何避免一些常见的陷阱。

如何创建平台无关的数据类型，隐藏笨拙且难以理解的语法?
 
使用 typedefs 为现有类型创建同义字。

定义易于记忆的类型名
　　typedef 使用最多的地方是创建易于记忆的类型名，用它来归档程序员的意图。类型出现在所声明的变量名字中，位于 ''typedef'' 关键字右边。例如：

typedef int size;

　　此声明定义了一个 int 的同义字，名字为 size。注意 typedef 并不创建新的类型。它仅仅为现有类型添加一个同义字。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 还可以掩饰符合类型，如指针和数组。例如，你不用象下面这样重复定义有 81 个字符元素的数组：

char line[81];
char text[81];

定义一个 typedef，每当要用到相同类型和大小的数组时，可以这样：

typedef char Line[81]; 
Line text, secondline;
getline(text);

同样，可以象下面这样隐藏指针语法：

typedef char * pstr;
int mystrcmp(pstr, pstr);

　　这里将带我们到达第一个 typedef 陷阱。标准函数 strcmp()有两个‘const char *’类型的参数。因此，它可能会误导人们象下面这样声明 mystrcmp()：

int mystrcmp(const pstr, const pstr); 

　　这是错误的，按照顺序，‘const pstr’被解释为‘char * const’（一个指向 char 的常量指针），而不是‘const char *’（指向常量 char 的指针）。这个问题很容易解决：

typedef const char * cpstr; 
int mystrcmp(cpstr, cpstr); // 现在是正确的

记住：不管什么时候，只要为指针声明 typedef，那么都要在最终的 typedef 名称中加一个 const，以使得该指针本身是常量，而不是对象。

代码简化
　　上面讨论的 typedef 行为有点像 #define 宏，用其实际类型替代同义字。不同点是 typedef 在编译时被解释，因此让编译器来应付超越预处理器能力的文本替换。例如：

typedef int (*PF) (const char *, const char *);

　　这个声明引入了 PF 类型作为函数指针的同义字，该函数有两个 const char * 类型的参数以及一个 int 类型的返回值。如果要使用下列形式的函数声明，那么上述这个 typedef 是不可或缺的：

PF Register(PF pf);

　　Register() 的参数是一个 PF 类型的回调函数，返回某个函数的地址，其署名与先前注册的名字相同。做一次深呼吸。下面我展示一下如果不用 typedef，我们是如何实现这个声明的：

int (*Register (int (*pf)(const char *, const char *))) 
(const char *, const char *); 

　　很少有程序员理解它是什么意思，更不用说这种费解的代码所带来的出错风险了。显然，这里使用 typedef 不是一种特权，而是一种必需。持怀疑态度的人可能会问：“OK，有人还会写这样的代码吗？”，快速浏览一下揭示 signal()函数的头文件 <csinal>，一个有同样接口的函数。

typedef 和存储类关键字（storage class specifier）
　　这种说法是不是有点令人惊讶，typedef 就像 auto，extern，mutable，static，和 register 一样，是一个存储类关键字。这并是说 typedef 会真正影响对象的存储特性；它只是说在语句构成上，typedef 声明看起来象 static，extern 等类型的变量声明。下面将带到第二个陷阱：

typedef register int FAST_COUNTER; // 错误

　　编译通不过。问题出在你不能在声明中有多个存储类关键字。因为符号 typedef 已经占据了存储类关键字的位置，在 typedef 声明中不能用 register（或任何其它存储类关键字）。

促进跨平台开发
　　typedef 有另外一个重要的用途，那就是定义机器无关的类型，例如，你可以定义一个叫 REAL 的浮点类型，在目标机器上它可以i获得最高的精度：

typedef long double REAL; 

在不支持 long double 的机器上，该 typedef 看起来会是下面这样：

typedef double REAL; 

并且，在连 double 都不支持的机器上，该 typedef 看起来会是这样： 、

typedef float REAL; 

　　你不用对源代码做任何修改，便可以在每一种平台上编译这个使用 REAL 类型的应用程序。唯一要改的是 typedef 本身。在大多数情况下，甚至这个微小的变动完全都可以通过奇妙的条件编译来自动实现。不是吗? 标准库广泛地使用 typedef 来创建这样的平台无关类型：size_t，ptrdiff 和 fpos_t 就是其中的例子。此外，象 std::string 和 std::ofstream 这样的 typedef 还隐藏了长长的，难以理解的模板特化语法，例如：basic_string<char, char_traits<char>，allocator<char>> 和 basic_ofstream<char, char_traits<char>>。

作者简介
　　Danny Kalev 是一名通过认证的系统分析师，专攻 C++ 和形式语言理论的软件工程师。1997 年到 2000 年期间，他是 C++ 标准委员会成员。最近他以优异成绩完成了他在普通语言学研究方面的硕士论文。 业余时间他喜欢听古典音乐，阅读维多利亚时期的文学作品，研究 Hittite、Basque 和 Irish Gaelic 这样的自然语言。其它兴趣包括考古和地理。Danny 时常到一些 C++ 论坛并定期为不同的 C++ 网站和杂志撰写文章。他还在教育机构讲授程序设计语言和应用语言课程。