'typedef'和'using'之间有什么区别？

Question

我知道在C++11中，我们现在可以使用using来编写类型别名，就像typedef一样。

typedef int MyInt;

从我的理解来看，等同于：

using MyInt = int;

而这种新的语法是为了表达“模板typedef”而产生的努力的结果。

template< class T > using MyType = AnotherType< T, MyAllocatorType >;

但是，对于前两个非模板示例，标准中是否还有其他细微差别呢？例如，typedef以“弱”方式进行别名处理。也就是说，它不会创建新的类型，只会创建新的名称（在这些名称之间的转换是隐式的）。 using是否也是这样，它会生成新的类型吗？是否存在任何差异？

- Klaim

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我个人更喜欢新的语法，因为它更类似于常规变量赋值，这可以提高可读性。例如，你更喜欢 typedef void (&MyFunc)(int,int); 还是 using MyFunc = void(int,int);？ - Matthieu M.

我完全同意，现在我只使用新语法。这就是我提出疑问的原因，为了确保真的没有任何区别。 - Klaim

@MatthieuM. 这两者是不同的。应该是typedef void MyFunc(int,int);(看起来其实还不错), 或者 using MyFunc = void(&)(int,int);。 - R. Martinho Fernandes

在 using MyFunc = void(&)(int,int); 中，为什么需要 (&) ？这是不是意味着 MyFunc 是一个指向函数的引用？如果省略 & 会怎样？ - Rich

是的，它是一个函数引用。它等同于 typedef void (&MyFunc)(int,int);。如果省略&，则相当于 typedef void MyFunc(int,int);。 - R. Martinho Fernandes

Answer 1

它们是等效的，根据标准（我强调）(7.1.3.2)：

一个typedef名称也可以由别名声明引入。紧随using关键字的标识符变成typedef名称，标识符后面的可选属性说明符序列适用于该typedef名称。它具有与使用typedef说明符引入时相同的语义。特别地，它不定义新类型且不应出现在类型标识符中。

- Jesse Good

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从答案中可以看出，using 关键字似乎是 typedef 的超集。那么，typedef 会在将来被弃用吗？ - iammilind

弃用并不一定表示有意删除——它只是作为一个非常强烈的建议，优先考虑其他方式。 - Iron Savior

我在想，为什么他们不允许typedef模板化。我记得在某个地方读到过，他们引入“using”语法的原因正是因为typedef语义与模板不兼容。这与“using”被定义具有完全相同的语义有些矛盾。 - celtschk

原文：@celtschk: 这个原因在提案n1489中有所涉及。模板别名并不是类型的别名，而是一组模板的别名。为了区分于typedef，需要新的语法。另外，请注意问题提出者的问题是关于非模板版本之间的区别。翻译：@celtschk提到的原因已经在提案n1489中讨论过。模板别名并不是类型的别名，而是一组模板的别名。为了与typedef区分开来，需要新的语法。此外，请注意提问者的问题是关于非模板版本之间的区别。 - Jesse Good

为什么会出现这种冗余呢？为了实现同样的目的出现了两种语法。我看不到typedef会被废弃。 - Benoît

Answer 2

它们在很大程度上是相同的，除了：

别名声明与模板兼容，而C样式的typedef不兼容。

- Zhongming Qu

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特别喜欢这个答案的简洁性和指出排版的起源。 - g24l

@g24l 你的意思是 typedef... 可能吗？ - Marc.2377

我可以问一下，在 typedef 中 C 和 C++ 有什么区别吗？ - McSinyx

这并不回答问题。我已经知道区别并在原帖中指出。我只是在问如果您不使用模板的情况下，是否有区别。 - Klaim

去掉“大体上”这个词会使这更清晰。 - pm100

@McSinyx，没有区别。 - Bolpat

Answer 3

using 语法在模板中使用时具有优势。如果您需要类型抽象，但也需要保留模板参数可以在未来被指定的可能性，您应该像这样编写代码。

template <typename T> struct whatever {};

template <typename T> struct rebind
{
  typedef whatever<T> type; // to make it possible to substitue the whatever in future.
};

rebind<int>::type variable;

template <typename U> struct bar { typename rebind<U>::type _var_member; }

但是，使用语法可以简化这种用例。

template <typename T> using my_type = whatever<T>;

my_type<int> variable;
template <typename U> struct baz { my_type<U> _var_member; }

- 4xy

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虽然我在问题中已经指出了这一点，但我的问题是如果您不使用模板，是否与typedef有任何区别。例如，当您使用“Foo foo{init_value};”而不是“Foo foo(init_value)”时，两者都应该执行相同的操作，但并不完全遵循相同的规则。因此，我想知道是否在使用/typedef时存在类似的隐藏差异。 - Klaim

Answer 4

_{以下所有标准参考均指N4659: 2017年3月Kona后工作草案/C++17 DIS。}

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typedef声明可以作为初始化语句，而别名声明不行⁽⁺⁾

但是，在前两个非模板示例中，标准中是否还有其他细微差别呢？

• 语义上的差异：没有。
• 允许的上下文差异：一些⁽⁺⁺⁾。

^{(+) P2360R0（扩展init-statement以允许alias-declaration）已被CWG批准，截至C++23，typedef声明和别名声明之间的这种不一致性将被消除。
(++) 除了已在原帖中提到的别名模板示例之外。}

相同的语义

根据[dcl.typedef]/2 [摘录，重点是我的]

[dcl.typedef]/2 也可以通过alias-declaration引入一个typedef-name。紧随using关键字后面的标识符成为一个typedef-name，后面的可选attribute-specifier-seq与该typedef-name有关。 通过typedef限定符引入的typedef-name具有与通过alias-declaration引入的typedef-name相同的语义。 [...]

通过alias-declaration引入的typedef-name具有与通过typedef声明引入的typedef-name相同的语义。

允许上下文中的微妙差异

然而，这并不意味着这两个变量在使用上下文的限制方面相同。实际上，虽然只是一个角落的情况，typedef声明是一个init语句，因此可以在允许初始化语句的上下文中使用。

// C++11 (C++03) (init. statement in for loop iteration statements).
for (typedef int Foo; Foo{} != 0;)
//   ^^^^^^^^^^^^^^^ init-statement
{
}

// C++17 (if and switch initialization statements).
if (typedef int Foo; true)
//  ^^^^^^^^^^^^^^^ init-statement
{
    (void)Foo{};
}

switch (typedef int Foo; 0)
//      ^^^^^^^^^^^^^^^ init-statement
{
    case 0: (void)Foo{};
}

// C++20 (range-based for loop initialization statements).
std::vector<int> v{1, 2, 3};
for (typedef int Foo; Foo f : v)
//   ^^^^^^^^^^^^^^^ init-statement
{
    (void)f;
}

for (typedef struct { int x; int y;} P; auto [x, y] : {P{1, 1}, {1, 2}, {3, 5}})
//   ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ init-statement
{
    (void)x;
    (void)y;
}

与别名声明不同的是，它不是初始化语句，因此不能在允许初始化语句的上下文中使用

// C++ 11.
for (using Foo = int; Foo{} != 0;) {}
//   ^^^^^^^^^^^^^^^ error: expected expression

// C++17 (initialization expressions in switch and if statements).
if (using Foo = int; true) { (void)Foo{}; }
//  ^^^^^^^^^^^^^^^ error: expected expression

switch (using Foo = int; 0) { case 0: (void)Foo{}; }
//      ^^^^^^^^^^^^^^^ error: expected expression

// C++20 (range-based for loop initialization statements).
std::vector<int> v{1, 2, 3};
for (using Foo = int; Foo f : v) { (void)f; }
//   ^^^^^^^^^^^^^^^ error: expected expression

- dfrib

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哇，我的直觉最终证明是正确的！确实有一个差别！感谢您发现了这个差异，这是一种非常非常微小的细节，在我所处理的代码类型中可能会产生影响（不幸的是 XD）。 - Klaim

我从来没有在其他地方看到过typedef这样的用法。自从什么时候开始允许这种用法，有哪些可能的用法模式？老实说，这看起来很糟糕。 - Elmar Zander

这是什么？在哪里可以找到更多相关信息？（顺便说一下，它缺少一个开放的括号。）auto [x, y] : {P{1, 1}, {1, 2}, {3, 5}}) { (void)x; (void)y; } - Sourav Kannantha B

使用{...}构建std::initializer_list；跳过第二个参数开始的P部分，因为这是默认的；使用结构化绑定声明将值分配给x和y。 - Roman Odaisky

@SouravKannanthaB 左括号在上一行。 - jazzpi

Answer 5

它们本质上是相同的，但是using提供了非常有用的别名模板。我能找到的一个很好的例子如下：

namespace std {
 template<typename T> using add_const_t = typename add_const<T>::type;
}

因此，我们可以使用 std::add_const_t<T> 代替 typename std::add_const<T>::type

- Validus Oculus

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据我所知，在std命名空间内添加任何内容都是未定义行为。 - someonewithpc

@someonewithpc，我没有添加任何内容，它已经存在，我只是展示了一个使用typename的例子。请参考https://en.cppreference.com/w/cpp/types/add_cv - Validus Oculus

Answer 6

这两个关键字是等价的，但有一些要注意的地方。首先，使用using T = int (*)(int, int);声明函数指针比使用typedef int (*T)(int, int);更清晰。其次，模板别名形式不能使用typedef。第三，公开头文件中暴露C API需要使用typedef。

- marski

Answer 7

我知道原作者给出了很好的答案，但对于像我这样偶然遇到这个帖子的人来说，有一条重要的提示来自提案，我认为它对这里的讨论增加了一些价值，特别是对于评论中关于typedef关键字是否会在未来被标记为弃用或因冗余/过时而被删除的担忧：

It has been suggested to (re)use the keyword typedef ... to introduce template aliases:

template<class T>
  typedef std::vector<T, MyAllocator<T> > Vec;

That notation has the advantage of using a keyword already known to introduce a type alias. However, it also displays several disavantages [sic] among which the confusion of using a keyword known to introduce an alias for a type-name in a context where the alias does not designate a type, but a template; Vec is not an alias for a type, and should not be taken for a typedef-name. The name Vec is a name for the family std::vector<•, MyAllocator<•> > – where the bullet is a placeholder for a type-name.Consequently we do not propose the “typedef” syntax.On the other hand the sentence

template<class T>
  using Vec = std::vector<T, MyAllocator<T> >;

can be read/interpreted as: from now on, I’ll be using Vec<T> as a synonym for std::vector<T, MyAllocator<T> >. With that reading, the new syntax for aliasing seems reasonably logical.

对我而言，这意味着在C++中继续支持typedef关键字，因为它仍然可以使代码更易读和理解。

更新using关键字是专门针对模板的，当你使用非模板时，using和typedef在机械上是相同的（正如被接受的答案所指出的），因此选择完全取决于程序员的可读性和意图交流。

- RoboticForest

Answer 8

截至目前，C++23将更加接近typedef和using：P2360提出using应构成一个init-statement，例如@dfrib的答案中列出的error: expected expression。

然而，即使有P2360，typedef也不能是一个模板。

（Edit[2022-09-14]:这里包含错误信息。）

总的来说，using比typedef更为强大，并且在我看来更加易读。

- Bolpat