Bài 15.216 phút đọc

typedef

Sau bài này bạn sẽ làm được

Viết typedef cho struct đúng cách
Phân biệt tên thẻ với tên typedef
Khai báo struct tự tham chiếu
Biết khi nào typedef làm mã khó đọc hơn

Từ khóa typedef đặt tên mới cho một kiểu đã có. Với struct, nó giúp bạn bỏ được chữ struct lặp đi lặp lại. Nhưng nó cũng che mất thông tin, và biết khi nào không nên dùng quan trọng không kém.

#Cú pháp và ý nghĩa

typedef

Không tạo ra kiểu mới. Nó chỉ tạo một tên khác cho kiểu đã có, và hai tên đó hoàn toàn tương đương với trình biên dịch.

typedef  kiểu_cũ  tên_mới;

typedef unsigned long ulong;
typedef int  Diem;
typedef char Bo_dem[256];      /* mảng 256 ký tự */
typedef int (*PhepToan)(int, int);   /* con trỏ hàm */

Đọc typedef như một khai báo biến

/* Bỏ chữ typedef đi thì đây là khai báo biến gì? */
   char Bo_dem[256];      -> Bo_dem là mảng 256 char
   int (*PhepToan)(int, int);  -> PhepToan là con trỏ hàm

/* Thêm typedef vào thì cái tên đó trở thành TÊN KIỂU thay vì tên biến. */

Mẹo này giải mã được mọi typedef, kể cả những cái phức tạp nhất ở Bài 13.4. Vị trí của tên trong khai báo không đổi, chỉ vai trò của nó đổi.

typedef không tạo kiểu mới, nên không có kiểm tra kiểu

typedef int Met;
typedef int Giay;

Met  d = 100;
Giay t = 5;

d = t;      /* HỢP LỆ: cả hai đều chỉ là int */

Trình biên dịch không phân biệt Met với Giay, vì cả hai là cùng một kiểu int. Muốn có kiểm tra thật, bạn phải bọc trong struct:

typedef struct { int gia_tri; } Met;
typedef struct { int gia_tri; } Giay;

Met  d = { 100 };
Giay t = { 5 };

d = t;      /* LỖI: hai kiểu struct khác nhau */

Kỹ thuật này gọi là kiểu bọc mỏng. Nó tốn thêm chữ khi dùng, nhưng nó biến một loại lỗi lô gic thành lỗi biên dịch. Với đơn vị đo, mã định danh và chỉ số của các bảng khác nhau, nó rất đáng giá.

#Bốn cách kết hợp với struct

bon-cach.c

/* Cách 1: khai báo struct rồi typedef riêng */
struct DiemGoc { int x, y; };
typedef struct DiemGoc Diem;

/* Cách 2: gộp lại, giữ cả tên thẻ. Đây là cách nên dùng. */
typedef struct Diem {
    int x, y;
} Diem;

/* Cách 3: gộp lại, bỏ tên thẻ. Rất phổ biến. */
typedef struct {
    int x, y;
} Diem;

/* Cách 4: đặt tên thẻ khác tên typedef. Gây nhầm, nên tránh. */
typedef struct diem_t {
    int x, y;
} Diem;

Cách	Có tên thẻ	Tự tham chiếu được	Đánh giá
1	Có	Có	Dài dòng, ít dùng
2	Có	Có	Tốt nhất, nên dùng mặc định
3	Không	Không	Gọn, dùng khi chắc chắn không cần tự tham chiếu
4	Có, nhưng khác tên	Có	Tránh, vì hai tên cho một kiểu gây nhầm

Vì sao cách 2 tốt nhất

typedef struct Diem {
    int x, y;
} Diem;

Diem        a;      /* dùng tên typedef, gọn */
struct Diem b;      /* vẫn dùng được tên thẻ nếu cần */

Bạn dùng được cả hai tên, tùy hoàn cảnh.
Struct tự tham chiếu được, xem mục sau.
Khai báo trước được kiểu mà chưa cần định nghĩa nội dung.
Trình gỡ lỗi và công cụ tra cứu hiển thị tên thẻ, nên có tên thẻ giúp gỡ lỗi dễ hơn.

Tên thẻ và tên typedef trùng nhau hoàn toàn hợp lệ, vì chúng nằm ở hai không gian tên khác nhau như Bài 15.1 đã nói.

#Struct tự tham chiếu

Đây là chỗ cách 3 thất bại, và nó là nền tảng của mọi cấu trúc dữ liệu liên kết ở Phần 9.

Không có tên thẻ

typedef struct {
    int   gia_tri;
    Nut  *tiep;      /* LỖI: tên Nut chưa tồn tại tại dòng này */
} Nut;

Có tên thẻ

typedef struct Nut {
    int         gia_tri;
    struct Nut *tiep;      /* dùng tên thẻ, đã có ngay từ dòng đầu */
} Nut;

/* Sau khi khai báo xong, dùng tên nào cũng được */
Nut  *dau = NULL;
struct Nut *cuoi = NULL;

Khai báo trước cho hai struct tham chiếu lẫn nhau

lan-nhau.c

/* Khai báo trước: nói rằng kiểu này tồn tại, chưa cần biết nội dung */
typedef struct Nut Nut;
typedef struct Cay Cay;

struct Nut {
    int   gia_tri;
    Cay  *cay_chua;      /* dùng được vì Cay đã được khai báo trước */
    Nut  *trai, *phai;
};

struct Cay {
    Nut   *goc;
    size_t so_nut;
};

Khai báo trước còn giúp giấu chi tiết

danhsach.h

#ifndef DANHSACH_H
#define DANHSACH_H

/* Người dùng thư viện chỉ biết kiểu này tồn tại, không thấy bên trong. */
typedef struct DanhSach DanhSach;

DanhSach *ds_tao(void);
void      ds_huy(DanhSach *ds);
int       ds_them(DanhSach *ds, int gia_tri);

#endif

danhsach.c

#include "danhsach.h"

/* Nội dung thật chỉ có ở đây */
struct DanhSach {
    int   *du_lieu;
    size_t n, suc_chua;
};

Kiểu chỉ được khai báo mà chưa định nghĩa gọi là kiểu không hoàn chỉnh. Bạn khai báo được con trỏ tới nó, nhưng không khai báo được biến và không truy cập được trường. Đó chính là điều bạn muốn khi giấu chi tiết. Bài 15.3 sẽ nói kỹ về mẫu này.

#Khi nào typedef có ích

Trường hợp	Vì sao có ích	Ví dụ
Struct dùng nhiều nơi	Bỏ được chữ struct lặp đi lặp lại	typedef struct Diem { ... } Diem;
Con trỏ hàm	Cú pháp trần quá khó đọc	typedef int (SoSanh)(const void , const void *);
Kiểu tùy nền tảng	Đổi một chỗ là đổi khắp nơi	typedef uint32_t MaNguoiDung;
Kiểu mờ trong thư viện	Giấu hoàn toàn chi tiết bên trong	typedef struct DanhSach DanhSach;
Kiểu bọc mỏng cho đơn vị đo	Trình biên dịch phân biệt được hai đơn vị	typedef struct { double v; } Met;

kieu-tuy-nen-tang.c

/* Thư viện chuẩn dùng đúng kỹ thuật này */
typedef unsigned long size_t;        /* trên LP64 */
typedef long          ptrdiff_t;
typedef long          time_t;

/* Bạn cũng nên làm vậy với kiểu của riêng mình */
typedef uint32_t MaSanPham;
typedef double   TienTe;

/* Đổi TienTe sang long long để tránh sai số dấu phẩy động:
   sửa đúng một dòng, không phải rà cả nghìn chỗ dùng. */

#Khi nào nó làm mã khó đọc

Trường hợp 1: typedef che mất dấu sao

typedef gộp cả con trỏ

typedef struct DanhSach *DanhSachP;

void f(DanhSachP ds)
{
    /* Người đọc không biết đây là con trỏ.
       Có phải free không? Có sửa được dữ liệu của người gọi không? */
}

DanhSachP a, b;      /* cả hai đều là con trỏ, khác với DanhSach *a, b; */

Con trỏ hiện rõ ở chỗ dùng

typedef struct DanhSach DanhSach;

void f(DanhSach *ds)
{
    /* Dấu sao nói rõ đây là con trỏ. */
}

DanhSach *a, *b;     /* phải viết rõ, và đó là điều tốt */

typedef con trỏ còn làm const hoạt động sai trực giác

typedef int *ConTroInt;

const ConTroInt p = &x;

/* Đọc nhầm: con trỏ tới const int
   Đọc đúng: CON TRỎ HẰNG tới int */

*p = 10;      /* hợp lệ */
p  = &y;      /* LỖI */

Bài 13.8 đã cảnh báo. Từ khóa const áp lên bản thân kiểu đã đặt tên chứ không chui vào trong nó. Đây là lý do quy ước thực dụng: chỉ typedef con trỏ cho con trỏ hàm, nơi lợi ích rõ ràng hơn nhược điểm.

Trường hợp 2: typedef cho kiểu cơ bản đơn giản

Đặt tên cho thứ đã rõ ràng

typedef int    INT;
typedef char   CHAR;
typedef double DOUBLE;
typedef unsigned int UINT;

INT a;
UINT b;

/* Không giấu được gì, không đổi được gì, chỉ thêm một tầng phải tra cứu. */

Dùng thẳng kiểu chuẩn

int a;
unsigned int b;

/* Hoặc dùng kiểu có kích thước rõ ràng khi cần */
#include <stdint.h>

int32_t  c;
uint64_t d;

Trường hợp 3: typedef trong file tiêu đề công khai

Tên typedef chiếm không gian tên toàn cục

/* thu-vien-a.h */
typedef struct { int x, y; } Diem;

/* thu-vien-b.h */
typedef struct { double x, y; } Diem;      /* XUNG ĐỘT */

/* File nào nạp cả hai sẽ không biên dịch được. */

Với tên thẻ thì cùng vấn đề, nhưng ít gặp hơn vì tên thẻ nằm ở không gian riêng và ít khi bị dùng trực tiếp. Cách chống là thêm tiền tố tên thư viện vào mọi tên công khai, giống cách thư viện chuẩn dùng tiền tố str và mem.

/* thu-vien-a.h */
typedef struct { int x, y; } tva_Diem;

/* thu-vien-b.h */
typedef struct { double x, y; } tvb_Diem;

Bảng tổng kết

Kiểu	Nên typedef	Vì sao
struct	Có	Bỏ được chữ struct, và giấu được chi tiết
Con trỏ hàm	Có	Cú pháp trần quá khó đọc
enum	Có	Cùng lý do với struct
union	Có	Cùng lý do
Con trỏ tới struct	Không	Che mất dấu sao và làm const sai trực giác
int, char, double	Không	Không giấu gì, chỉ thêm một tầng tra cứu
Kiểu tùy nền tảng	Có	Đổi một chỗ là đổi khắp nơi

Tự làm thử

Viết typedef cho struct theo cả bốn cách trong bài, thử tự tham chiếu với từng cách.
Khai báo hai typedef cùng là int nhưng khác tên, thử gán chéo và xác nhận trình biên dịch cho qua.
Bọc chúng trong struct và thử gán chéo lại, chép lại thông báo lỗi.
Khai báo nút danh sách liên kết tự tham chiếu, xây một danh sách ba nút và duyệt nó.
Viết hai struct tham chiếu lẫn nhau bằng khai báo trước, kiểm chứng nó biên dịch được.
Tạo typedef gộp cả con trỏ rồi thêm const, xác nhận nó tạo ra con trỏ hằng chứ không phải con trỏ tới hằng.
Viết một file tiêu đề dùng kiểu mờ, cài đặt trong file .c và chứng minh file khác không truy cập trường được.

Trình chấm điểm tự động sẽ được bổ sung ở giai đoạn sau. Hiện tại bạn tự chạy thử trên máy.

Tóm tắt

typedef không tạo kiểu mới, nó chỉ đặt tên khác cho kiểu đã có. Nên không có kiểm tra kiểu giữa hai tên.
Cách tốt nhất với struct là typedef struct Ten { ... } Ten;, giữ cả tên thẻ lẫn tên typedef.
Struct tự tham chiếu bắt buộc phải có tên thẻ, vì tên typedef chưa tồn tại bên trong thân struct.
Khai báo trước tạo ra kiểu không hoàn chỉnh, dùng được để giấu chi tiết bên trong thư viện.
Đừng typedef con trỏ tới dữ liệu: nó che mất dấu sao và làm const áp sai chỗ. Ngoại lệ duy nhất là con trỏ hàm.