如何理解此声明中的 typedef答案

【问题标题】：How to understand the typedef in this declaration如何理解此声明中的 typedef
【发布时间】：2017-08-02 09:35:29
【问题描述】：

最近看了Effective C++一书，第 35 条中有一个关于 typedef 的声明让我很困惑。

class GameCharacter; // Question1: Why use forward declaration?

int defaultHealthCalc(const GameCharacter& gc);

class GameCharacter{

    public:
        typedef int (*HealthCalcFunc)(const GameCharacter&); // Question 2: What does this mean?

        explicit GameCharacter(HealthCalcFunc hcf = defaultHealthCalc)
            : healthFunc(hcf)
        {}

        int healthValue() const
        {return healthFunc(*this); }

    private:
        HealthCalcFunc healthFunc;
};

所以我的第一个问题是：为什么作者在这里使用前向声明？有什么具体原因吗？

我的第二个问题是：我如何理解 typedef 声明，以及如何使用它？我只知道typedef int MyInt;

【问题讨论】：

标签： c++ typedef forward-declaration effective-c++

【解决方案1】：

GameCharacter 的前向声明不是严格需要的；函数声明可以是：

int defaultHealthCalc(const class GameCharacter& gc);

这与原始代码具有相同的效果。但是将前向声明放在单独的行中被认为更具可读性。

【讨论】：

【解决方案2】：

所以我的第一个问题是为什么作者在这里使用前向声明？

因为defaultHealthCalc函数的声明使用const GameCharacter&作为参数的类型，那么GameCharacter需要提前声明。

我的第二个问题是如何理解 typedef 声明

它声明了一个类型名HealthCalcFunc，这是一个函数指针类型，它以const GameCharacter&为参数，返回int。

以及如何使用它？

正如代码示例所示，

explicit GameCharacter(HealthCalcFunc hcf = defaultHealthCalc) // declare a parameter with type HealthCalcFunc; 
                                                               // the default argument is function pointer to defaultHealthCalc
: healthFunc(hcf)                                              // initialize healthFunc with hcf
{}

int healthValue() const
{return healthFunc(*this); }                                   // invoke the function pointed by healthFunc

HealthCalcFunc healthFunc;                                     // declare a member with type HealthCalcFunc

【讨论】：

【解决方案3】：

所以我的第一个问题是为什么作者在这里使用前向声明？

以便编译器在遇到int defaultHealthCalc(const GameCharacter& gc); 行时知道GameCharacter 是一个有效名称。

而我的第二个问题是如何理解typedef声明以及如何使用它？

理想情况下，您不再使用它。

从 C++11 开始，using 是更好的选择，因为它更具可读性；与typedef'ed 函数指针不同，它清楚地将名称与名称所描述的分开。比较一下：

typedef int (*HealthCalcFunc)(const GameCharacter&);

有了这个：

using HealthCalcFunc = int (*)(const GameCharacter&);

在typedef 版本中，名称HealthCalcFunc 的两侧被名称所描述的内容包围。这会损害可读性。

但是代码仍然可以改进，因为 C++11 还引入了std::function 作为函数指针上方的替代和/或抽象层。

using HealthCalcFunc = std::function<int(const GameCharacter&)>;

这太可读了，几乎不需要解释。 HealthCalcFunc 是一个返回 int 并接受 const GameCharacter& 的函数。

defaultHealthCalc 函数符合此定义。这是一个完整的例子：

#include <functional>

class GameCharacter;

int defaultHealthCalc(const GameCharacter& gc);

class GameCharacter {
public:
      using HealthCalcFunc = std::function<int(const GameCharacter&)>; 

      explicit GameCharacter(HealthCalcFunc hcf = defaultHealthCalc)
       : healthFunc(hcf)
      {}
      int healthValue() const
      {return healthFunc(*this); }
private:
       HealthCalcFunc healthFunc;
};

std::function 的优点在于您不受限于独立功能。你可以传递每一个类似函数的东西。以下是一些示例：

struct Functor
{
    int f(const GameCharacter& gc);
};

int main()
{
    // normal function:
    GameCharacter character1(defaultHealthCalc);

    // lambda:
    GameCharacter character2([](auto const& gc) { return 123; });

    // using std::bind:
    Functor functor;
    using namespace std::placeholders;
    GameCharacter character3(std::bind(&Functor::f, functor, _1));
}

另见Should I use std::function or a function pointer in C++?。

【讨论】：

“因为代码仍然可以改进”：在此处提及std::function 是合适的，但它是完全不同的选择，对于一个简单的例子，比如这个，当从轻量级函数指针类型切换到完全不同的，相比之下，std::function 的“重”生物时，提及改进可能会产生误导。两者都有自己的位置（大多数情况下，imo，std::function 应该是首选，但在使用较旧的 API 时......），但它们是非常不同的概念，是否使用一个而不是另一个应该根据上下文进行权衡。跨度>
@dfri：我认为std::function 比函数指针更容易编写、读取和应用，所以我认为它是标准解决方案，而函数指针是专用的野兽。
是的，我同意，请注意我的忍者编辑。尽管如此，当提到std::function 作为一种始终改进时，指出在某些情况下更喜欢简单的函数指针（甚至是唯一的选择）可能是有价值的。无论如何，很好的答案，只是上面我的一个小署名！
@dfri：我添加了一个问题的链接，该问题检查了函数指针与 std::function 相比的优缺点。
@ChristianHackl 这个是最好的！非常感谢！

【解决方案4】：

由于defaultHealthCalc的前向声明使用GameCharacter，所以需要前向声明。如果没有前向声明，编译器不会知道后面会有一个名为GameCharacter的类型，所以你需要前向声明它，或者将定义移到函数声明之前。

typedef 表示将类型命名为 int(*)(const GameCharacter&) HealthCalcFunc。这是一个指向int(const GameCharacter&) 的函数指针。出于这个原因，typedef 非常不可读，建议改用 using 声明：

using HealthCalcFunc = int(*)(const GameCharacter&);

【讨论】：

【解决方案5】：

typedef int (*HealthCalcFunc)(const GameCharacter&);

为函数指针类型声明一个名为 HealthCalcFunc 的 typedef，其中函数签名返回 int 并采用 const GameCharacter& 参数。

需要前向声明，因为该类在typedef 中用作参数类型。

【讨论】：