使用 typedef 抑制劣质代码

bajie22 Post at 2006/3/13 22:33:00
 
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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

摘要:Typedef 声明有助于创建平台无关类型,甚至能隐藏复杂和难以理解的语法。不管怎样,使用 typedef 能为代码带来意想不到的好处,通过本文你可以学习用 typedef 避免缺欠,从而使代码更健壮。


  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。
 




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