typedef 关键字一些理解

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巩固一下typedef关键字的用法...

用法

typedef是 C 语言的关键字之一，人尽皆知的用法就是“为一个类型取别名”，比如：

test1
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typedef unsigned int size_t;
typedef char bool;

或者：

test2
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typedef struct Student student;
typedef struct Teacher {
    char name[NAMESIZE];
    int age;
} teacher;

还有：

test3
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typedef struct Node* PtrtoNode;
typedef struct Node {
    PtrtoNode next;
    int data;
} node;

类似的例子有很多，但实际上“为一个类型取别名”这种说法是不严谨的。私认为typedef关键字不仅仅是“取别名”，还要从语义的角度上去理解typedef的行为。
比如：

test4
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typedef int Arr[5];
Arr *a;
int (*parr)[5];

从语义的角度而言，在上述代码中，Arr是一种“新类型”（这里的新类型其实并不是真正意义上新类型），表示元素个数为 5 的int数组，对应的a是一个指向元素个数为 5 的int数组的数组指针。对比类型一样、用基本类型声明的数组指针parr，也可以看出使用typedef带来的便利性。
实际上，熟悉 C++ 的同学，可能会发现typedef和using的功能有点类似。

类似的用法，还有定义函数指针的用法，如下：

test5
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typedef void (*pfun)(int);

上述代码中，定义了一个返回值为void，参数为一个int的函数指针类型pfun。

陷阱

这里，还需要提一下typedef和const关键字一起使用时的陷阱——千万不要把typedef和#define的文本替换混为一谈。
比如：

test5
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#include <stdio.h>

typedef char *pchar;

int main() {
    char s1[10] = "hello";
    char s2[10] = "world";
    const pchar str = s1;
//    str = s2;   // error
    *str = 'g';
    puts(s1);
    
    const char *pc = s1;
    pc = s2;
//    *pc = 'g'; // error
    puts(pc);
    
    int i = 0, j = 2;
    const int *pi = &j;
    pi = &i;
//    *pi = 2;  // error
    int * const ppi = &i;
    *ppi = 3;   // correct
    printf("%d\n", *pi);
    return 0;
}
/*
out:
gello
world
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*/

在阅读下面的讨论之前，需要理解const typename *和typename * const的区别。

如果认为typedef是文本替换，那么const pchar str与const char *str一致，对应语句*str = 'g';就会出错，而str = s2;就会正常执行（可以对比下面const char *和const int相关的代码）。但事实上，结果正好相反，编译器认为*str = 'g';正确、str = s2;错误，这说明，编译器并不认为str是一个const char *。

从语义的角度来理解，pchar的类型是char型的指针，在其前面加上一个const，表示这个指针是一个常量，所以const pchar的实际类型是char * const，而不是const char *，这点从后面的代码也可以对比出来。

最后需要说明的是，typedef的用法是 C 的标准规定的，本文只是验证如何使用，而不是证明这是编译器的黑魔法😂。

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