typedef 与类型别名

在 C++ 中，using 是一个关键字，用来为已有数据类型创建别名。语法为：

using 别名 = 原类型;

例如：

using Distance = double;   // 将 Distance 定义为 double 的别名

定义完成后，即可在任何需要类型的地方使用该别名：

Distance milesToDestination{ 3.4 };   // 实际类型为 double

编译器遇到别名时，会用原类型替换。示例：

#include <iostream>

int main()
{
    using Distance = double;

    Distance milesToDestination{ 3.4 };
    std::cout << milesToDestination << '\n';   // 输出 3.4
    return 0;
}

供进阶读者

类型别名亦支持模板化，见 13.14 课 —— 类模板实参推导（CTAD）与推导指引。

类型别名的命名惯例

历史上命名方式并不统一，常见有三种：

1. 以 _t 结尾（如 size_t、nullptr_t），继承自 C，但现代 C++ 已不推荐；POSIX 保留全局 _t 后缀，可能产生冲突。
2. 以 _type 结尾（如 std::string::size_type），但同样存在不一致。
3. 无后缀，首字母大写。现代 C++ 推荐用 PascalCase 命名自定义类型，以区分变量/函数名（小写开头）并避免碰撞。

示例：

void printDistance(Distance distance);

Distance 是类型，distance 是形参名，C++ 区分大小写，合法且清晰。

最佳实践

自定义类型别名使用首字母大写且无后缀（除非有特定理由）。

作者注

本教程部分旧课仍用 _t/_type，欢迎指出以便统一。

类型别名并非新类型

别名只是为原类型引入新标识符，不创建独立类型，二者完全可互换。因此可能出现语法正确但语义荒谬的代码：

int main()
{
    using Miles = long;
    using Speed = long;

    Miles distance{ 5 };
    Speed mhz{ 3200 };

    distance = mhz;   // 合法，但语义错误
}

编译器仅看到 long 到 long，不会阻止此类错误，故别名不具备类型安全；尽管如此，它们仍有益处。

警告

务必避免混用语义本应不同却共享同一别名的值。

附注

部分语言支持强 typedef（strong typedef），会生成真正的新类型，混用时报错。C++20 无原生支持，但可用第三方库实现；enum class 与之类似（见 13.6 课）。

类型别名的作用域

作用域规则与变量相同：块内定义的别名仅在该块可见；全局定义则文件内可见。若需在多文件使用，可放在头文件：

mytypes.h

#ifndef MYTYPES_H
#define MYTYPES_H

using Miles = long;
using Speed = long;

#endif

通过 #include 后，别名即拥有全局作用域。

typedef

typedef 是早期创建别名的方式，语法：

typedef long Miles;   // 与 using Miles = long; 等效

为兼容 C 仍保留，但现代 C++ 推荐 using。

typedef 语法缺陷：

1. 顺序易错：

   typedef Distance double;   // 错
   typedef double Distance;   // 对
   

2. 复杂类型可读性差：

   typedef int (*FcnType)(double, char);          // 难读
   using FcnType = int(*)(double, char);          // 易读
   

3. 名称“typedef”暗示“定义新类型”，实为别名。

最佳实践

优先使用类型别名（using）而非 typedef。

术语

• C++ 标准用 typedef names 统称 typedef 与类型别名。
• 日常中“typedef”常泛指两者，因功能一致。

何时使用类型别名

1. 平台无关编码
   int、long 等大小随平台变化。跨平台程序常用别名包含位宽信息，如 int8_t、int16_t、int32_t，配合预处理器：

   #ifdef INT_2_BYTES
       using int8_t  = char;
       using int16_t = int;
       using int32_t = long;
   #else
       using int8_t  = char;
       using int16_t = short;
       using int32_t = int;
   #endif
   

   标准库中的固定宽度整数（std::int16_t、std::uint32_t）和 size_t 亦为此类别名。

2. 简化复杂类型
   例如：

   using VectPairSI = std::vector<std::pair<std::string, int>>;
   

   大幅减少打字与错误。

3. 描述值语义
   函数返回裸 int 时语义不明：

   using TestScore = int;
   TestScore gradeTest();
   

   虽仅适用于大量相关函数，否则用注释更佳。

4. 便于维护
   若需将 short 改为 long，只需修改别名：

   using StudentId = long;  // 原为 short
   

   但跨类型族修改需重测代码！

缺点与结论

别名引入额外标识符，若未提升可读性/可维护性则弊大于利。
糟糕别名会把熟悉类型（如 std::string）藏在新名字后，甚至隐藏智能指针语义，反而有害。

最佳实践

仅在显著提升可读性或可维护性时使用别名；多位置使用优于少量使用。

小测验

问题 #1

给定函数原型：

int printData();

将其返回类型改为类型别名 PrintError，请写出类型别名定义及更新后的函数原型。

（参考答案略）