C++ #define，typedef，using用法区别

一.#define

#define 是宏定义命令，宏定义就是将一个标识符定义为一个字符串，源程序中的该标识符均以指定的字符串来代替，是预编译命令，因此会在预编译阶段被执行

1.无参宏定义

无参宏的宏名后不带参数
其定义的一般形式为：

#define  标识符  字符串  

其中的“#”表示这是一条预处理命令。凡是以“#”开头的均为预处理命令。“define”为宏定义命令。“标识符”为所定义的宏名。“字符串”可以是常数、表达式、格式串等。
例如：
#define Success 13

这样Success 就被简单的定义为13

带#的都是预处理命令, 预处理命令后通常不加分号。但并不是所有的预处理命令都不能带分号，#define就可以，由于#define只是用宏名对一个字符串进行简单的替换，因此如果在宏定义命令后加了分号，将会连同分号一起进行置换，如：

#define Success 13；

这样也不会报错，只不过Success就被定义为了 13；   既13后面跟一个分号

2.有参宏定义

C++语言允许宏带有参数。在宏定义中的参数称为形式参数，在宏调用中的参数称为实际参数。
对带参数的宏，在调用中，不仅要宏展开，而且要用实参去代换形参。
带参宏定义的一般形式为：

 #define  宏名(形参表)  字符串

在字符串中含有各个形参。在使用时调用带参宏调用的一般形式为：宏名(实参表)； 如：

#define add(x,y) (x+y)   //此处要打括号，不然执行2*add(x,y) 会变成 2*x + y
int main()
{
    std::cout << add(9,12) << std::endl;//输出21
    return 0;
}

这个“函数”定义了加法，但是该“函数”没有类型检查，有点类似模板，但没有模板安全，可以看做一个简单的模板。

#define也可以定义一些简单的函数，但因为只是简单的替换，有时后会发生一些错误，谨慎(不建议)使用，在替换列表中的各个参数最好使用圆括号括起来

4.宏定义中的条件编译

在大规模的开发过程中，头文件很容易发生嵌套包含，而#ifndef 配合 #define ,#endif 可以避免这个问题

#ifndef DATATYPE_H
#define DATATYPE_H

 int a = 0;
#endif

这里的#ifndef #define #endif 其实和#pragma once 作用类似，都是为了防止多次编译一个头文件

5.跨平台

在大规模的开发过程中，特别是跨平台和系统的软件里，需要用到#define

#ifdef WINDOWS
......
(#else)
......
#endif
#ifdef LINUX
......
(#else)
......
#endif

可以在编译的时候通过#define设置编译环境
 

6.宏定义中的特殊操作符

define 中的特殊操作符有#，## 和  … and __VA_ARGS__

简单来说#，##都是类似于变量替换的功能，这里不赘述

__VA_ARGS__ 是一个可变参数的宏，这个可变参数的宏是新的C99规范中新增的，目前似乎只有gcc支持
实现思想就是宏定义中参数列表的最后一个参数为省略号（也就是三个点）。这样预定义宏__VA_ARGS__就可以被用在替换部分中，替换省略号所代表的字符串，如：

#define PR(...) printf(__VA_ARGS__)
int main()
{
    int wt=1,sp=2;
    PR("hello
");   //输出：hello
    PR("weight = %d, shipping = %d",wt,sp);   //输出：weight = 1, shipping = 2
    return 0;
}

这里再介绍几个系统的宏：
 __FILE__ 宏在预编译时会替换成当前的源文件cpp名
__LINE__宏在预编译时会替换成当前的行号
__FUNCTION__宏在预编译时会替换成当前的函数名称
__DATE__:进行预处理的日期（“Mmm dd yyyy”形式的字符串文字）
__TIME__:源文件编译时间，格式微“hh：mm：ss”

这些是在编译器里定义的，所以F12并不能转到定义。在打印日志的时候特别好用。如：

二.typedef

C 语言提供了 typedef 关键字，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。

1.最简单的类型替换

下面的实例为单字节数字定义了一个新类型UBYTE：
typedef unsigned char   UBYTE;
在这个类型定义之后，标识符 UBYTE 可作为类型 unsigned char 的缩写，例如：
UBYTE b1, b2;

按照惯例，定义时会大写字母，以便提醒用户类型名称是一个象征性的缩写，但也可以使用小写字母。

2.结构体&自定类型义替换

也可以使用 typedef 来为用户自定义的数据类型取一个新的名字。例如，您可以对结构体使用 typedef 来定义一个新的数据类型名字，然后使用这个新的数据类型来直接定义结构变量，如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
typedef struct LearningBooks
{
   char  title[50];
   char  author[50];
} Book;
 
int main( )
{
   Book book;
 
   strcpy( book.title, "c++");
   strcpy( book.author, "kevin"); 
   book.book_id = 0001;
 
   printf( "书标题 : %s
", book.title);
   printf( "书作者 : %s
", book.author);
   return 0;
}

3.typedef函数指针用法

typedef经常用于替换一些复制的函数指针，说到函数指针，就必须先了解一下函数指针和指针函数。了解了之后在来讲typedef

1)指针函数

指针函数是指带指针的函数，即本质是一个函数。函数返回类型是某一类型的指针,声明格式如下：

类型标识   *函数名(参数表)
int *getptr(int x);                  //声明一个参数为int , 返回值为int * 的 指针函数

首先它是一个函数，只不过这个函数的返回值是一个指针。函数返回值必须用同类型的指针变量来接受，也就是说，指针函数一定有函数返回值，而且，在主调函数中，函数返回值必须赋给同类型的指针变量，如下：

double *getptr(double x) //声明同时定义一个返回值为double* 的指针函数
{
	return &x;
};

int main()
{
	double *p;
	p = getptr(7); //返回double* 赋给p
	return 0;
}

2)函数指针

函数指针是指向函数地址的指针变量，它的本质是一个指针变量，函数也是有分配内存的，所以指向函数地址的指针，即为函数指针，声明函数指针格式如下：

类型说明符 (*变量名)(参数)
int (*funp)  (int x);                          // 声明一个 指向参数类型为 int ,返回类型为 int 的函数 的 指针
int *(*funp)  (int x);                          // 声明一个 指向参数类型为 int ,返回类型为 int* 的函数 的 指针

其实这里的func不能称为函数名，应该叫做指针的变量名。这个特殊的指针指向一个返回整型值的函数。指针的声明必须和它指向函数的声明保持一致,如：

double (*funp)(double x);   // 声明一个 指向参数类型为 int ,返回类型为 int 的函数 的 指针 
double *(*funp1)(double x); // 声明一个 指向参数类型为 int ,返回类型为 int* 的函数 的 指针

int main()
{
	funp = getnum;  //报错，因为类型对不上,右边类型是double *(*)(double x),左边是double(*)(double x)
	funp1 = getnum; //正确,两边类型都是double *(*)(double x)
	return 0;
}

看到这里应该能明白了函数指针的写法，再剖析一遍int (*funp)  (int x)；这是我的理解：
       首先，变量名为funp，而funp左边有个*，代表funp是指针类型，这个*很关键，之前理解不准确，以为这个*是函数返回值，其实这个*是修饰funp本身的，代表funp是指针类型，至于具体是什么指针类型(是int?,char？,还是函数?)要结合整个表达式看，然后再看右边有括号，说明是个函数，这个函数的参数类型为int，既funp是一个指向函数的指针，再看最左边的int，那就说明func是一个指向参数类型为int,返回值为int的函数 的指针。
那么int *(*funp)  (int x)；就能瞬间秒懂了，funp是一个指向参数类型为int,返回值为int*的函数 的指针

再来看看网上流行的“右左法则”解析：

理解复杂声明可用的“右左法则”：从变量名看起，先往右，再往左，碰到一个圆括号就调转阅读的方向；括号内分析完就跳出括号，还是按先右后左的顺序，如此循环，直到整个声明分析完。还是那个例子：

int (*func)(int *p);

首先找到变量名func，外面有一对圆括号，而且左边是一个*号，这说明func是一个指针；然后跳出这个圆括号，先看右边，又遇到圆括号，这说明(*func)是一个函数，所以func是一个指向这类函数的指针，即函数指针，这类函数具有int*类型的形参，返回值类型是int

再比如:  

int (*func[5])(int *);

看到数组了，所以func是一个数组呢还是一个指针呢？先别着急，不妨回顾下数组的定义

int a[10] ；  //声明一个int型数组a，a有10个元素 ，     这个很简单吧，在进一步
int *a[10] ;   //声明一个int*型数组a，a有10个元素

所以这里可以看出来在 int *a[10] ; 中，a[10]是一个整体，*是修饰a[10]的，而不是修饰a的，如果修饰a,那么a就是一个指针了，但实际上a是数组，所以*是修饰a[10]的，意味着a[10]这个数组中的元素类型为指针。这是C++决定的，[]的优先级较高，把a[]当成一个整体来看，也就是说在类似数组的定义中，如：
类型   变量名[数量n]；    类型是用来表示数组元素的，而变量名也就是a本身是一个数组。

那么问题来了？怎么表达一个指向数组的指针呢？怎么越扯越远了........

数组指针（也称行指针）
定义格式如下：
类型 (*变量名)[数量n];
int (*p)[5];               

因为()优先级高，所以(*p)代表p是一个指针，指向一个int型的一维数组，这个一维数组的长度是5，也可以说是p的步长。也就是说执行p+1时，p要跨过n个整型数据的长度。所以 int (*p)[5]; 的含义是定义一个数组指针，指向含5个元素的一维int型数组。

如要将二维数组赋给一指针，应这样赋值：
int a[3][4];  //定义一个二维int型数组
int (*p)[4];  //定义一个数组指针，指向含4个元素的一维int数组。
 p=a;        //将该二维数组的首地址赋给p，也就是a[0]或&a[0][0]
 p++;       //该语句执行过后，也就是p=p+1;p跨过行a[0][]指向了行a[1][]

所以数组指针也称指向一维数组的指针，亦称行指针

好了，回到上面讨论的int (*func[5])(int *);
再来对比
int *a[10] ;                  //a是一个数组，数组元素类型为int*型指针
int (*func[5])(int *);     //func是一个数组，数组元素类型是什么？   看到*应该知道了是指针类型，所以答案应该是某某类型的指针，什么类型的指针呢？

再看完整的右左法则”解析：
func右边是一个[]运算符，说明func是具有5个元素的数组；func的左边有一个*，说明func的元素是指针（注意这里的*不是修饰func，而是修饰func[5]的，原因是[]运算符优先级比*高，func先跟[]结合，把func[]看成一个整体）。跳出这个括号，看右边，又遇到圆括号，说明func数组的元素是函数类型的指针，它指向的函数具有int*类型的形参，返回值类型为int.

所以在分析复制的声明时，优先级很关键()比较高，其次是[]，再然后是*

终于扯完了，讲完函数指针，指针函数，数组指针，指针数组了，最后回到我们的typedef上
用typedef来定义这些复杂的类型，比如上面的函数指针，格式为：

typedef  返回类型  (*新类型名)  (参数表)
typedef  int  (*PTRFUN)  (int);

typedef char(*PTRFUN)(int); //定义char(*)(int)的函数指针 的别名为PTRFUN
PTRFUN pfun;  //直接用别名PTRFUN定义char(*)(int)类型的变量

char getchar(int a) //定义一个形参为int，返回值为char的函数
{
	return '1';
}
int main()
{
	pfun = getchar; //把函数赋给指针
	(*pfun)(5);     //用函数指针取函数，调用
	return 0;
}

这样能简化代码，隐藏难懂的声明类型，方便阅读

三.using

看某些项目源码时，里面使用了很多using关键字。之前对using关键字的概念，一直停留在引入命名空间中。其实，using关键字还些其他的用途。

1.声明命名空间

using namespace std;

2.给类型取别名， 在C++11中提出了通过using指定别名

例如：
using 别名 = 原先类型；
using ty=  unsigned char;

以后使用ty  value; 就代表 unsigned char  value；

这不就跟typedef没啥区别吗，那么using 跟typedef有什么区别呢？哪个更好用些呢？

例如：
typedef  std::unique_ptr<std::unordered_map<std::string, std::string>>   UPtrMapSS;

而用using：
using  UPtrMapSS = std::unique_ptr<std::unordered_map<std::string, std::string>>;

从这个例子中，可能看不出有什么明显的好处，但是从我个人角度，更倾向于using,因为更好理解，但是并没有要强烈使用using的感觉
再来看下：

typedef void (*FP) (int, const std::string&);

这就是上面typedef 函数指针的用法，FP代表着的是一个函数指针，而指向的这个函数返回类型是void，接受参数是int, const std::string&。那么，让我们换成using的写法：

using FP = void (*) (int, const std::string&);

我想，即使第一次读到这样代码，并且不了解using的童鞋也能很容易知道FP是一个别名，using的写法把别名的名字强制分离到了左边，而把别名指向的放在了右边，中间用 = 号等起来，非常清晰

那么，若是从可读性的理由支持using，力度也是稍微不足的。来看第二个理由，那就是举出了一个typedef做不到，而using可以做到的例子：alias templates, 模板别名

template <typename T>
using Vec = MyVector<T, MyAlloc<T>>;

    // usage
Vec<int> vec;

这一切都会非常的自然。

那么，若你使用typedef来做这一切：

    template <typename T>
    typedef MyVector<T, MyAlloc<T>> Vec;
     
    // usage
    Vec<int> vec;

当你使用编译器编译的时候，将会得到类似：error: a typedef cannot be a template的错误信息。。

所以我个人认为using和typedef都有各自的用处，并没有谁好谁坏，而标准委员会他们的观点是，在C++11中，鼓励用using，而不用typedef的

最后，p是什么类型

void *(*(*p)[10]) (int*)

答案：

p是个指针，指向一个指针数组，数组的元素是指针，指向 返回值为void*,形参为int*的函数

更深入的理解：https://blog.csdn.net/hai008007/article/details/80651886