（這篇文章有些復雜，請來回慢慢看）

typedef

C++語言中的typedef簡直是個神奇的關鍵字，它的最簡單的作用就是把一種類型重新命名，定義個別名。很像宏定義，但又不是。在編程中使用typedef目的一般有兩個，一個是給變量定義一個易記且意義明確的新名字，另一個是簡化一些比較復雜的類型聲明。但在C++模版編程之中，它還有個非常巧妙的用處：類型之間的傳遞和約束！

C++ typedef

來看個例子（真的用的好開心）

template <class T> class Matrix {class Accessor{public:typedef T DATATYPE;} }template <typename ACCESSOR> class Scanner {public:typedef typename ACCESSOR::DATATYPE DATATYPE; }

一個簡單的使用例子是這樣的

typedef float DATATYPE; Matrix<DATATYPE> data; //數據源 Matrix<DATATYPE>::Accessor accessor(data); //訪問器 Scanner<Matrix<DATATYPE>::Accessor> scanner(accessor) //檢索器

請問Scanner::DATATYPE是什么數據類型？答案就是float！

也就是說，上面的案例之中，兩個模版類的數據類型出現了傳遞，類型出現了相互依賴的關系。以上代碼如果不做特殊設計，那么就只能寫出這樣的代碼了

typedef float DATATYPE; Matrix<DATATYPE> data; Accessor<DATATYPE> accessor(data); Scanner<DATATYPE> scanner(accessor)

邏輯是明白的，但是相互的依賴關系是要靠約定的，而不是代碼本身能控制的。僅是typedef的巧妙使用，使得 T->Accessor::DATATYPE->Scanner::DATATYPE ,數據類型出現了傳遞行為。也就是說通過typedef，使的Scanner::DATATYPE,Matrix::Accessor::DATATYPE，DATATYPE,float都是相同的類型，只是別名不同而已。這些不同的別名擁有不同的語義，且存在相互依賴關系。

類型傳遞？

那么更加進一步問題來了，C#能做到這個嗎？

首先C#沒有typedef關鍵字，也沒有typename關鍵字，所以似乎我們只能寫出最直白的代碼（忽略using關鍵字定義別名的功能，這個功能太弱）

class Matrix<T> {class Accessor{Accessor(Matrix<T> matrix){}} } class Scanner<T> {Scanner(Matrix<T>.Accessor accessor){} }Matrix<float> data; Accessor<float> accessor(data); Scanner<float> scanner(accessor)

這樣的代碼顯然只能依賴于程序員不能犯錯，而從代碼本身角度來說，也是缺乏一些類型約束功能。

當然似乎這樣的代碼也不會出錯，因為C#是強類型的,如果我們這樣寫

Matrix<int> data; Accessor<float> accessor(data); //會報錯，會提示無法從Matrix<int>轉換成Matrix<float> Scanner<float> scanner(accessor)

但是我期望的代碼至少是

Matrix<float> test = new Matrix<float>(); Matrix<float>.Accessor accessor(data); Scanner<Matrix<float>.Accessor> scanner(accessor)

讓我們把C++的設計思路直接用在C#版本

嘗試過程跳過，我給出一個最接近的版本。用到關鍵字dynamic，where，不懂的同學請自己查下幫助文檔。

public class AccessorBase {public dynamic value; }public class Matrix<T> {public class Accessor : AccessorBase{public new T value;} }public class Scanner<Accessor> where Accessor : AccessorBase {public Scanner(Accessor accessor){value = accessor.value;}private dynamic value; public dynamic GetValue() { return value; } }

簡化過的測試代碼如下

Matrix<float>.Accessor accessor = new Matrix<float>.Accessor(); accessor.value = (float)99.0; Scanner<Matrix<float>.Accessor> scanner = new Scanner<Matrix<float>.Accessor>(accessor); dynamic tmp = scanner.GetValue(); //tmp的值為null,但是我希望是99.0

問題出在 value = accessor.value; 這一句代碼中 因為Accessor和AccessorBase的value只能保留一個。

不用where，那么accessor.value無法調用，除非使用反射。或者使用dynamic關鍵字

public Scanner(dynamic accessor) {value = accessor.value; //但accessor缺乏類型約束 }

反正我試了好久沒有啥解決辦法。回到C++的typedef功能 typedef

那么我們能在C#中模擬出來typedef嗎，結論是可以！

直接上代碼

public abstract class Typedef<T, TDerived> where TDerived : Typedef<T, TDerived>, new() {private T _value;public static implicit operator T(Typedef<T, TDerived> t){return t == null ? default : t._value;}public static implicit operator Typedef<T, TDerived>(T t){return t == null ? default : new TDerived { _value = t };} }

這是適合任何類型重定義的類。

class DATATYPE : Typedef<double, DATATYPE> { }; class SDATATYPE : Typedef<DATATYPE, SDATATYPE> { };

缺陷是DATATYPE和SDATATYPE是兩個完全不同的類，因為C#是強類型。使用起來有些別扭

DATATYPE data = (DATATYPE)99.0; SDATATYPE sdata = (SDATATYPE)(DATATYPE)99.0;

先忽略這一點，讓我們看看前面的泛型代碼該怎么改

默默測試兩天之后，我發現，就算模擬了一個typedef的操作，依然還是做不到類型傳遞。

因為C#沒法寫出類似下面的代碼

typedef typename ACCESSOR::DATATYPE DATATYPE;

typename ACCESSOR::DATATYPE是告訴C++編譯器，ACCESSOR::DATATYPE是類型，雖然這個類型現在不知道是什么類型，但是就是個類型。然后C#可做不到這樣的事情，所以只能是黑人問好臉了。

最后我又只能回到最初的代碼，依賴于C#的強類型，保證在相互之間傳遞數據的時候，不會出錯：

class Matrix<T> {class Accessor{Accessor(Matrix<T> matrix){}} } class Scanner<T> {Scanner(Matrix<T>.Accessor accessor){} }Matrix<float> data; Accessor<float> accessor(data); Scanner<float> scanner(accessor)

后記

文章寫完了，為了探索這個可能性，我大概花費了3-4個晚上的休息時間。雖然路是不通的，但也對C#泛型和C++的模板代碼的設計思路更進一步了解了差異性。雖然這不算是什么成績，但我還是把整個過程整理了一篇文章。

雖然Typedef 效果沒有我設想的那么完美，但依然是一個很有效的typedef用法，特別可以支持任何Primitive類型，sealed class的繼承操作,這一點還是值得一提的。

Github有個類似功能很小的C#庫，叫LikeType，https://github.com/kleinwareio/LikeType 如果誰有興趣可以仔細去看下，它也實現了類似的功能。

完

最后修改于2019-12-17日，首發于公眾號：技術宅指北

總結

以上是生活随笔為你收集整理的typedef struct 先声明后定义_C++模版和C#泛型求同存异录（二）typedef的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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