typedef固定长度数组

Question

我需要定义一个24位数据类型。我使用char[3]来表示这种类型。我可以将char[3] typedef为type24吗？ 我在代码示例中尝试过。我将typedef char[3] type24;放入我的头文件中，编译器没有抱怨。但是当我在C文件中定义一个函数void foo(type24 val) {}时，它会出现错误。我希望能够定义像type24_to_int32(type24 val)这样的函数，而不是type24_to_int32(char value[3])。

- 341008

Answer 1

这个typedef将会是：

typedef char type24[3];

然而，这可能是一个非常糟糕的想法，因为结果类型是数组类型，但使用它的用户将看不到它是一个数组类型。如果作为函数参数使用，它将通过引用传递而不是按值传递，其sizeof 也将是错误的。

更好的解决方案是

typedef struct type24 { char x[3]; } type24;

你可能还想使用unsigned char而不是char，因为后者具有实现定义的有符号性。

- R.. GitHub STOP HELPING ICE

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有没有一个好的文件描述传递typedef数组作为参数所涉及的边界情况？例如，如果一个函数使用参数type24 foo，那么foo、*foo、**foo、&foo和&&foo的大小、类型和含义会是什么？这些表达式的含义和合法性是否随着时间而改变？ - supercat

值得一提的是结构体对齐的注意事项，因为24位数据类型可能会被用于映射到具有不同打包语义的内容，比如RGB图像数据。 - sh1

@sh1：在我所知道的所有现代实际应用二进制接口（ABIs）中，即使是那些不支持未对齐访问非常昂贵的ABI，结构体也不会比其成员本身具有更强的对齐要求。当然，如果OP或其他人使用这种方法，如果这对他们程序的行为和可移植性很重要，他们应该验证我的说法。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

这段话中有一个误导性的部分 - 在C语言中，数组总是通过引用传递，也就是说，如果你修改作为参数传递给函数的数组，你会对它进行全局修改，而不仅仅是在函数上下文中。话虽如此，人们也可以认为在C语言中，数组总是按值传递，因为我们只是传递第一个元素的地址，这个地址被复制到调用者堆栈上。然而，在两种情况下，答案都是误导性的。 - baibo

@bobbogo：你的测试有缺陷。“3”是一个“int”，而`sizeof(int)!=3”。 - R.. GitHub STOP HELPING ICE

Answer 2

你想要什么。

typedef char type24[3];

C类型的声明方式有些奇怪。你需要把类型放在变量名的位置上，就好像你正在声明一个该类型的变量。

- ysth

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我本来期望的是 typedef char[3] type24，但看起来我错了 :))。为什么会这样，有解释吗？ - Cătălina Sîrbu

@CătălinaSîrbu 请查看解密声明的“左右规则”：http://cseweb.ucsd.edu/~ricko/rt_lt.rule.html - Gerhard Burger

@CătălinaSîrbu 请访问https://cdecl.org/进行英汉翻译。 - undefined

Answer 3

来自R..的回答:

然而，这可能是一个非常糟糕的想法，因为结果类型是一个数组类型，但使用者不会看到它是一个数组类型。如果作为函数参数使用，它会被按引用传递，而不是按值传递，然后对于它的sizeof计算就会出错。

如果用户没有看到它是一个数组，他们很可能会写出像这样的代码（失败）:

#include <stdio.h>

typedef int twoInts[2];

void print(twoInts *twoIntsPtr);
void intermediate (twoInts twoIntsAppearsByValue);

int main () {
    twoInts a;
    a[0] = 0;
    a[1] = 1;
    print(&a);
    intermediate(a);
    return 0;
}
void intermediate(twoInts b) {
    print(&b);
}

void print(twoInts *c){
    printf("%d\n%d\n", (*c)[0], (*c)[1]);
}

以下警告将被编译：

In function ‘intermediate’:
warning: passing argument 1 of ‘print’ from incompatible pointer type [enabled by default]
    print(&b);
     ^
note: expected ‘int (*)[2]’ but argument is of type ‘int **’
    void print(twoInts *twoIntsPtr);
         ^

并输出以下结果：

0
1
-453308976
32767

- Gerhard Burger

Answer 4

在 C 语言中，数组不能作为函数参数传递值。

你可以将数组放入结构体中：

typedef struct type24 {
    char byte[3];
} type24;

然后通过值传递，但当然使用不太方便：x.byte[0]而不是x[0]。

您的函数type24_to_int32(char value[3])实际上是通过指针进行传递，而不是通过值传递。 它与type24_to_int32(char *value)完全等效，并且3会被忽略。

如果您愿意通过指针传递，您可以继续使用数组并执行以下操作：

type24_to_int32(const type24 *value);

这将传递一个指向数组的指针，而不是指向第一个元素的指针，因此您可以使用它如下：

(*value)[0]

我不确定这真的是一个收获，因为如果你意外地写成 value[1]，那么就会发生一些愚蠢的事情。

- Steve Jessop

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我认为在某处提到“衰减”这个术语可能会改善这个答案（也许还可以指出返回数组的情况更糟糕 - 它根本不起作用）。 - Frerich Raabe

Answer 5

为了正确地将数组类型用作函数参数或模板参数，请使用结构体而不是 typedef，然后向该结构体添加 operator[]，以便您可以保留类似数组的功能，如下所示：

typedef struct type24 {
  char& operator[](int i) { return byte[i]; }
  char byte[3];
} type24;

type24 x;
x[2] = 'r';
char c = x[2];

- Geronimo

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这是一个关于 C 语言的问题，不是 C++。在 C 语言中不存在 char& 和 operator[]。 - Michael Morris

Answer 6

这是一个说明为什么typedef数组可能会不一致的简短示例。其他答案提供了解决方法。

#include <stdio.h>
typedef char type24[3];

int func(type24 a) {
        type24 b;
        printf("sizeof(a) is %zu\n",sizeof(a));
        printf("sizeof(b) is %zu\n",sizeof(b));
        return 0;
}

int main(void) {
        type24 a;
        return func(a);
}

这将产生输出。

sizeof(a) is 8
sizeof(b) is 3

因为type24作为参数是一个指针。(在C语言中，数组总是作为指针传递。)幸运的是，gcc8编译器会默认发出警告。

- Daniel

Answer 7

在已接受的答案的基础上构建，一个多维数组类型，即由固定长度的固定长度数组组成的定长数组，不能使用以下方式声明：

typedef char[M] T[N];  // wrong!

相反，可以声明并使用中间的一维数组类型，就像被接受的答案中所示：

typedef char T_t[M];
typedef T_t T[N];

或者，T 可以在单个（可能令人困惑的）语句中声明：

typedef char T[N][M];

该代码定义了一种类型的N个数组，每个数组包含M个字符（注意这里的顺序）。

- PiCTo