typedef那回事儿

typedef是一种特殊的声明方式，不过它与普通声明（详见这里）的含义取大不相同。普通声明的主角是“变量”，它或是创建一个新变量或是对外文件变量使用前的声明；而typedef声明的主角则是“类型”，通过这个声明对一种数据类型引入新的名字。从引入新名字这个角度来说，typedef声明又和宏定义有些相似：用新名字代替已有的名字。不过，在本文接下来的叙述中你会看到这两者之间的区别。

typedef是特殊的

正如本文一开始所说的那样，typedef是特殊的声明。我们最常见以及常用的方式如下：

/* 代码段1 */
    struct stuinfo
    {
        char id[20];
        char name[20];
        int age;
    };
    typedef struct stuinfo stu; /* 语句1 */

通过typedef声明为stuinfo结构体引入了一个新的名字stu。现在stuinfo结构和stu属于同一种数据类型，只不过两者在声明一个变量时使用的名字不同：

/* 代码段2 */
    stu mystu1;
    struct stuinfo mystu2; /* 语句2 */

通过上述两个代码段，可以再一次的理解typedef声明和普通声明的区别。代码段1通过typedef声明为stuinfo引入了一个新的名字stu；而代码段2则通过同一种数据类型的不同名称分别声明了两个同类型的变量。注意到语句1和语句2，除了语句1在声明前多了typedef关键字外，两者在形式上几乎一样，因此都可以通过上文所述的声明规则进行阅读。正是由于typedef这个关键字，使得这两种声明的含义有着巨大差异。

其实，像上面的举例那样通过typedef声明而省去一个struct并没有多大的意义。使用typedef声明的最大优点是可以简洁的表达一个指针。比如ANSI C中的signal()，它的定义如下：

void ( *signal(int signum, void (*handler)(int)) ) (int);

考验你的时刻到了！你是否能快速说出这个声明的含义？

这个复杂的语句声明了signal函数，这个函数有两个参数signum和handler；signum参数是一个整型变量。handler是一个函数指针，指向一个拥有整型参数并且返回空值的函数；signal函数的返回值是一个函数指针，该指针同样指向一个拥有整型参数并且返回空值的函数。

对于这个复杂声明的解读的确很令人费劲。但是经过typedef的改进，它的阅读过程就简化了很多：

typedef void (*sighandler_t)(int);

sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

通过typedef的声明，使得sighandler_t是这样一种类型：它是一个函数指针，该函数拥有一个整型参数并且返回空值。第二条语句则声明了函数signal，它拥有两个参数signum和handler。并且这个函数的返回值和参数handler都是sighandler_t类型的。

虽然这样的声明在形式上简洁许多，不过和普通声明一样，此时阅读声明时仍然要记住声明符号的优先级规则。这种困扰在C语言中是难以避免的。

typedef int x和#define x int是不一样的

typedef和宏定义看似都是文本替换，但其实质不同。typedef表面上是对已有数据类型引入新名称，实则是对数据类型的严格封装。这种封装体现在下述两个方面。

首先，经过宏定义后的类型名可以进行再次扩展，但是经过typedef引入的类型名则不能进行扩充。比如：

#define myint1 int
    unsigned myint1 x; /* 正确 */
    
    typedef int myint2;
    unsigned myint2 x; /* 语法错误！ */

由于typedef是一种严格的数据封装，它只引入了myint2类型而没有引入unsigned myint2类型。也就是说，通过typedef的声明，编译器只能识别myint2类型。而unsigned myint2既不是基本类型也不是经过typedef声明过的类型，编译器就无法识别。

其次，在连续的几个变量声明中，使用typedef定义的类型能够保证所有变量均为相同类型，而用宏定义的变量则无法保证统一性。比如：

#define myint1 int *
    myint1 x,y; /* 经过宏替换后为: int *x,y; */
    
    typedef int * myint2;
    myint2 x,y;
由于宏定义只是直接的文本替换，因此只能保证x是整型的指针变量而y为整型变量。而typedef定义过的类型myint2则是对int *的完全封装，所以x和y均为整型的指针变量。

C语言中的名字空间

在说明名字空间之前，请先阅读下面的代码：

/*
     *Author: edsionte
     *Email:  edsionte@gmail.com
     *Time:   2011/02/03
     */
    
    #include < stdio.h >
    #include < string.h >
    
    struct id
    {
        int id;
    }id;
    
    typedef struct name
    {
        char name[20];
    }name;
    
    struct name name1;
    name name2;
    
    int main()
    {
        id.id = 1;
        strcpy(name1.name,"hello,");
        strcpy(name2.name,"edsionte!");
        printf("id.id = %d, %s%s\n",id.id,name1.name,name2.name);
        return 0;
    }
    /* 运行结果 */
    edsionte@edsionte-laptop:~/code/expertC$ gcc tpdef.c -o tpdef
    edsionte@edsionte-laptop:~/code/expertC$ ./tpdef
    id.id = 1, hello,edsionte!

你可能已经发现在上述代码中出现了多个id和name，并且这样的代码可以成功的编译。这些相同的名字标签为何可以同时出现？每个标签代表什么含义？这些问题将是下面分析的重点。

以上述代码中10到13行的代码为例，这条语句中包含三个id标签。它们分别对应C语言中三种常见的名字空间：

• 结构标签：这种标签用于结构体、联合体和枚举类型；struct后的id即为此类型的名字空间；
• 成员名：每个结构体或联合体内部都与属于自己的名字空间；struct内部的成员id即为此类型；
• 标签名：声明中的标示符；比如最后一个id，他是struct id类型的变量；

由于这三种标签所处的名字空间不同，因此它们可以同时存在。但是在同一个名字空间中不能出现多个同名的标签。常见的例子就是一个结构体内不可能出现同名的变量。

根据上面对名字空间的划分，15到18行的代码的解释为：struct后的name属于结构体标签；结构体内部的name属于成员名；而最后一个name属于声明的标示符；整条语句的含义是通过typedef声明将name结构体重命名为name。

通过上面对typedef的分析，你应该对于struct name和name均可以声明一个变量不再陌生。此处我们用名字空间的来理解他们的区别，20句中的name属于结构标签，21句中的name属于一种类型的名称。

上述同名的情况在日常的代码中实属罕见，这里只是为了说明名字空间而特别的举例。一般为了提高代码的可阅读性，最好对容易产生混淆的标签加上特别标记。比如VFS中inode和dentry结构体，两者内部均有flag一字段。尽管不同的结构体内有各自的名字空间，但是实际命名时仍然采用i_flag和d_flag。

有了上面的基础，本部分一开始所举例的代码也就可以轻松阅读了。

参考：

《C专家编程》 人民邮电出版社；（美）林登（LinDen.P.V.D） 著，徐波 译；