最近我在看linux内核源码里面大量代码直接使用了结构体或者共用体类型的原始类型名也就是带着关键字“struct”、“union”、“enum”等这样有个好处就是我们一读到类型名因为有前缀所以一眼就看出是什么类型相对比使用typedef给类型名起另外一个别名因为隐藏了struct、union、enum等关键字我们无法一眼就看出是结构体类型、枚举类型、共用体类型。因此就有了这样的一个疑问c语言发明typedef给类型起别名有哪些好处呢什么情况下需要使用typedef给定义的类型再起一个别名呢首先前提typedef只声明了一种已存在数据类型的别名而非定义了一种新类型。1原因1为了风格统一。试想一下这样一个场景一个公司给了一堆已经编写好的库文件他们公司有自己的编写风格因此定义的结构体类型、枚举类型、共用体类型都有自己特有的前缀或者后缀但是我们自己的公司也有一套自己的命名规则那么怎样做的统一呢答案是使用typedef给供应商公司的结构体类型起一个我们自己公司的别名。2原因二简化复杂类型别名。可能有人要问了类型名有多复杂不就是struct、union、enum关键字后面跟着的单词吗我想说的是函数类型函数类型有关键字、参数列表参数列表可能有很长一串如果没用typedef给函数类型起一个别名每次使用函数指针类型的时候都要输出一长串太复杂了也太费劲了。typedef struct node *node_ptr; typedef int (*cmp_fn)(const void*,const void*);使用typedef给函数类型起一个别名后后面用到定义一个函数指针类型的变量的时候就简单了直接使用cmp_fn *fn1; cmp_fn fn2;这样写起来就非常简单。从这里也得出2个心得一个就是c语言可以将函数也看成一个数据类型变量名的方式也就是一切解释数据。另外一个是函数类型其实就是一个指针类型指针类型都是一种类型都只占4字节内存空间。当然了使用typedef给结构体指针类型取别名还有个好处就是可以省略了struct和“*”不用没有都输入这个也能一定程度上简化代码但是也带来了一个负面影响就是如果类型别名没有前后缀提示很难一眼就看出是普通类型变量还是指针类型的变量。3便于代码替换升级修改。试想这样一个场景typedef给某一种类型起别名后使用这个别名完成了大量函数编写也就是有很多地方都使用了这个类型别名如果后面我们想用另外一个原类型替代现在的类型那就比较简单直接在typedef中将原类型进行替换就可以使用变量类型别名的地方根本不用改动。如果没有使用typedef给原类型起别名那就需要对代码中所有“struct 原类型名”的地方全部进行替代修改很容易出错。4重点前向声明和不透明类型封装什么是不透明类型也就是结构体类型内部有哪些成员是不知道的隐藏的。试想一个这样的一个场景我们只想将头文件公布给客户而不想让他们知道结构体类型内部有哪些成员。这个时候就用到了不透明类型以及前向声明具体做法如下。counter.h头文件// 1. 前向声明告诉编译器 Counter 是一个结构体类型但暂不披露细节 typedef struct Counter_t Counter;一系列API函数中的返回值或者参数列表中使用到了“foo_t *”指针类型。// 创建计数器返回指针内存由库管理 Counter* counter_create(int initial_value); // 销毁计数器 void counter_destroy(Counter* c); // 增加计数 void counter_increment(Counter* c); // 获取当前值 int counter_get_value(const Counter* c);关键这些API函数包含了所有原结构体类型Counter_t定义的结构体类型变量内部成员的读写操作。如果另外一个公司想使用直接包含这个counter.h头文件然后定义结构体Counter *类型指针变量直接调用这些API函数就可以实现所需功能。counter.c头文件#include stdlib.h #include counter.h // 3. 完整定义结构体只有这个 .c 文件知道 Counter 内部有一个 int 成员 struct Counter_t { int value; // 未来可以随意添加其他成员如 mutex、日志句柄等不影响头文件 int debug_flag; }; Counter* counter_create(int initial_value) { Counter* c (Counter*)malloc(sizeof(Counter)); // 这里需要知道 sizeof(Counter)所以必须在此处定义 if (c) { c-value initial_value; c-debug_flag 0; } return c; } void counter_destroy(Counter* c) { free(c); } void counter_increment(Counter* c) { if (c) { c-value; } } int counter_get_value(const Counter* c) { return c ? c-value : -1; }这就是常规操作了定义真正结构体类型结构体类型内部包含各种成员变量。然后实现各种API函数值得注意的是counter_create()函数中使用了sizeof(Counter),因为Counter_t在本函数定义之前已经完整定义了而且提前使用了typedef实现了前向声明操作因此不会编译失败。我们可以不公开这部分源文件代码也就是实现了细节隐藏。这就是不透明类型具体用法。注意使用不透明类型封装有一个缺点就是固化严重因为客户定义了指针类型的变量但是无法使用箭头运算符“-”直接访问结构体变量内部成员因为源文件未公开不知道内部有哪些参数只有一个结构体指针变量而且通过箭头运算符访问结构体内部成员都已经封装成了一个个API函数客户只能使用我们公司发放的API函数这就是使用不透明类型封装的缺点。客户其他公司操作。main.c#include counter.h #include stdio.h int main() { // 正确使用指针因为头文件中声明了 typedef struct Counter Counter; Counter* my_counter counter_create(10); counter_increment(my_counter); printf(Value: %d\n, counter_get_value(my_counter)); counter_destroy(my_counter); // 错误以下代码会导致编译错误因为 main.c 看不到 struct Counter 的定义 // Counter local_counter; // Error: variable has incomplete type Counter // printf(%d, local_counter.value); // Error: member access into incomplete type return 0; }main.c客户代码中定义了结构体类型的指针变量使用各种我们公开的API函数实现客户功能而没有使用-运算符的。当然如果使用Counter定义结构体类型的变量编译器也会直接报错因为找不到类型定义。头文件是原地展开的可以从这个角度理解编译器为什么报错
