¿Diferencia entre 'struct' y 'typedef struct' en C ++?

En C ++ , ¿hay alguna diferencia entre:

struct Foo { ... };

y:

typedef struct { ... } Foo;

En C ++, solo hay una sutil diferencia. Es un remanente de C, en el que hace la diferencia.

El estándar de lenguaje C ( C89 §3.1.2.3 , C99 §6.2.3 y C11 §6.2.3 ) exige espacios de nombres separados para diferentes categorías de identificadores, incluidos identificadores de etiqueta (para struct/ union/ enum) e identificadores ordinarios (para typedefy otros identificadores) .

Si acabas de decir:

struct Foo { ... };
Foo x;

obtendría un error del compilador, porque Foosolo se define en el espacio de nombres de la etiqueta.

Tendría que declararlo como:

struct Foo x;

Cada vez que desee hacer referencia a un Foo, siempre tendrá que llamarlo a struct Foo. Esto se vuelve molesto rápidamente, por lo que puede agregar un typedef:

struct Foo { ... };
typedef struct Foo Foo;

Ahora struct Foo(en el espacio de nombres de la etiqueta) y simplemente Foo(en el espacio de nombres del identificador ordinario) ambos se refieren a lo mismo, y puede declarar libremente objetos de tipo Foosin la structpalabra clave.

El constructo:

typedef struct Foo { ... } Foo;

es solo una abreviatura de la declaración y typedef.

Finalmente,

typedef struct { ... } Foo;

declara una estructura anónima y crea un typedefpara ello. Por lo tanto, con esta construcción, no tiene un nombre en el espacio de nombres de la etiqueta, solo un nombre en el espacio de nombres typedef. Esto significa que tampoco se puede declarar hacia adelante. Si desea hacer una declaración directa, debe darle un nombre en el espacio de nombres de la etiqueta .

En C ++, todas las declaraciones struct/ union/ enum/ classactúan como si estuvieran implícitamente typedefeditadas, siempre que el nombre no esté oculto por otra declaración con el mismo nombre. Vea la respuesta de Michael Burr para los detalles completos.

En este artículo de DDJ , Dan Saks explica un área pequeña donde los errores pueden aparecer si no escribe las estructuras (y las clases):

Si lo desea, puede imaginar que C ++ genera un typedef para cada nombre de etiqueta, como

typedef class string string;

Desafortunadamente, esto no es del todo exacto. Desearía que fuera así de simple, pero no lo es. C ++ no puede generar tales typedefs para estructuras, uniones o enumeraciones sin introducir incompatibilidades con C.

Por ejemplo, supongamos que un programa en C declara tanto una función como una estructura denominada estado:

int status(); struct status;

Nuevamente, esto puede ser una mala práctica, pero es C. En este programa, el estado (por sí mismo) se refiere a la función; El estado de la estructura se refiere al tipo.

Si C ++ generó automáticamente typedefs para etiquetas, cuando compiló este programa como C ++, el compilador generaría:

typedef struct status status;

Desafortunadamente, este nombre de tipo entraría en conflicto con el nombre de la función y el programa no se compilaría. Es por eso que C ++ no puede simplemente generar un typedef para cada etiqueta.

En C ++, las etiquetas actúan como los nombres typedef, excepto que un programa puede declarar un objeto, función o enumerador con el mismo nombre y el mismo alcance que una etiqueta. En ese caso, el nombre del objeto, función o enumerador oculta el nombre de la etiqueta. El programa puede hacer referencia al nombre de la etiqueta solo mediante el uso de la palabra clave class, struct, union o enum (según corresponda) delante del nombre de la etiqueta. Un nombre de tipo que consta de una de estas palabras clave seguido de una etiqueta es un especificador de tipo elaborado. Por ejemplo, el estado de la estructura y el mes de enumeración son especificadores de tipo elaborado.

Por lo tanto, un programa en C que contiene ambos:

int status(); struct status;

se comporta igual cuando se compila como C ++. El estado del nombre solo se refiere a la función. El programa solo puede referirse al tipo utilizando el estado de estructura del especificador de tipo elaborado.

Entonces, ¿cómo permite esto que los errores entren en los programas? Considere el programa en el Listado 1 . Este programa define una clase foo con un constructor predeterminado y un operador de conversión que convierte un objeto foo en char const *. La expresion

p = foo();

en main debe construir un objeto foo y aplicar el operador de conversión. La siguiente declaración de salida

cout << p << '\n';

debería mostrar class foo, pero no lo hace. Muestra la función foo.

Este sorprendente resultado ocurre porque el programa incluye el encabezado lib.h que se muestra en el Listado 2 . Este encabezado define una función también llamada foo. El nombre de la función foo oculta el nombre de la clase foo, por lo que la referencia a foo en main se refiere a la función, no a la clase. main solo puede referirse a la clase utilizando un especificador de tipo elaborado, como en

p = class foo();

La forma de evitar tal confusión en todo el programa es agregar el siguiente typedef para el nombre de clase foo:

typedef class foo foo;

inmediatamente antes o después de la definición de clase. Este typedef causa un conflicto entre el nombre de tipo foo y el nombre de función foo (de la biblioteca) que desencadenará un error en tiempo de compilación.

No conozco a nadie que realmente escriba estos typedefs como algo natural. Requiere mucha disciplina. Dado que la incidencia de errores como el del Listado 1 es probablemente bastante pequeña, es posible que nunca se enfrente a este problema. Pero si un error en su software puede causar lesiones corporales, entonces debe escribir los typedefs sin importar cuán improbable sea el error.

No puedo imaginar por qué alguien querría ocultar un nombre de clase con una función o un nombre de objeto en el mismo ámbito que la clase. Las reglas de ocultación en C fueron un error, y no deberían haberse extendido a las clases en C ++. De hecho, puede corregir el error, pero requiere una disciplina de programación adicional y un esfuerzo que no debería ser necesario.

Una diferencia más importante: typedefs no se puede declarar hacia adelante. Entonces, para la typedefopción, debe incluir #includeel archivo que contiene typedef, es decir, todo lo que #includees suyo .htambién incluye ese archivo, ya sea que lo necesite directamente o no, y así sucesivamente. Definitivamente puede afectar sus tiempos de construcción en proyectos más grandes.

Sin el typedef, en algunos casos, solo puede agregar una declaración hacia adelante struct Foo;en la parte superior de su .harchivo, y solo #includela definición de estructura en su .cpparchivo.

No es una diferencia, pero sutil. Míralo de esta manera: struct Foointroduce un nuevo tipo. El segundo crea un alias llamado Foo (y no un tipo nuevo) para un structtipo sin nombre .

7.1.3 El especificador typedef

1 [...]

Un nombre declarado con el especificador typedef se convierte en typedef-name. Dentro del alcance de su declaración, un typedef-name es sintácticamente equivalente a una palabra clave y nombra el tipo asociado con el identificador de la manera descrita en la Cláusula 8. Un typedef-name es, por lo tanto, sinónimo de otro tipo. Un typedef-name no introduce un nuevo tipo como lo hace una declaración de clase (9.1) o una declaración de enumeración.

8 Si la declaración typedef define una clase sin nombre (o enum), el primer nombre typedef declarado por la declaración como ese tipo de clase (o tipo enum) se utiliza para denotar el tipo de clase (o tipo enum) solo para fines de vinculación ( 3.5) [Ejemplo:

typedef struct { } *ps, S; // S is the class name for linkage purposes

Por lo tanto, un typedef siempre se usa como marcador de posición / sinónimo para otro tipo.

No puede usar la declaración directa con la estructura typedef.

La estructura en sí es de tipo anónimo, por lo que no tiene un nombre real para declarar hacia adelante.

typedef struct{
    int one;
    int two;
}myStruct;

Una declaración como esta no funcionará:

struct myStruct; //forward declaration fails

void blah(myStruct* pStruct);

//error C2371: 'myStruct' : redefinition; different basic types

Una diferencia importante entre una 'estructura typedef' y una 'estructura' en C ++ es que la inicialización de miembros en línea en 'estructuras typedef' no funcionará.

// the 'x' in this struct will NOT be initialised to zero
typedef struct { int x = 0; } Foo;

// the 'x' in this struct WILL be initialised to zero
struct Foo { int x = 0; };

No hay diferencia en C ++, pero creo que en C le permitiría declarar instancias de la estructura Foo sin hacer explícitamente:

struct Foo bar;

Struct es crear un tipo de datos. El typedef es establecer un apodo para un tipo de datos.