C语言面试高频题——define 和typedef 的区别？

1. 基本概念

(1) #define

• 定义：#define 是预处理指令，用于定义宏。
• 作用：在编译之前进行文本替换。
• 语法：

  #define 宏名 替换内容
  

• 示例：

  #define PI 3.14159
  #define SQUARE(x) ((x) * (x))
  

(2) typedef

• 定义：typedef 是关键字，用于为已有的数据类型定义别名。
• 作用：简化复杂类型的声明，提高代码可读性。
• 语法：

  typedef 已有类型 新类型名;
  

• 示例：

  typedef int Integer;
  typedef unsigned long ulong;
  

2. 作用范围

(1) #define

• 作用范围：#define 是预处理阶段的文本替换，与作用域无关。
• 特点：
  • 宏定义在整个文件中有效，直到遇到 #undef 或文件结束。
  • 没有类型检查，完全基于文本替换。

(2) typedef

• 作用范围：typedef 的作用范围遵循C语言的变量作用域规则。
• 特点：
  • 类型别名仅在其定义的作用域内有效（如函数内部、文件全局等）。
  • 具有类型安全性，因为它是对已有类型的重命名。

3. 使用场景

(1) #define

• 常量定义：

  #define MAX_SIZE 100
  

• 宏函数：

  #define SQUARE(x) ((x) * (x))
  

• 条件编译：

  #define DEBUG
  #ifdef DEBUG
      printf("Debug mode\n");
  #endif
  

(2) typedef

• 简化复杂类型声明：

  typedef struct {
      int x;
      int y;
  } Point;
  

• 定义指针类型：

  typedef int* IntPtr;
  

• 跨平台兼容性：

  typedef unsigned long uint32_t; // 假设平台中 unsigned long 是 32 位
  

4. 关键区别

5. 示例对比

(1) 使用 #define 定义常量

#define MAX 100
int arr[MAX]; // 等价于 int arr[100];

• 在编译前，MAX 被替换为 100。

(2) 使用 typedef 定义类型别名

typedef int Number;
Number a = 10; // 等价于 int a = 10;

• Number 是 int 的别名，编译器会将其识别为 int。

(3) 对比复杂类型

// 使用 #define
#define PTR_INT int*
PTR_INT a, b; // 等价于 int* a, b; （b 是 int 类型，不是指针）

// 使用 typedef
typedef int* IntPtr;
IntPtr a, b; // 等价于 int* a, *b; （a 和 b 都是指针）

• #define 会导致意外结果，而 typedef 更加安全。

6. 注意事项

(1) #define 的陷阱

• 副作用：宏函数可能引入副作用。

  #define SQUARE(x) ((x) * (x))
  int a = 5;
  int result = SQUARE(a++); // 展开后为 ((a++) * (a++))，导致未定义行为
  

• 括号问题：忘记加括号可能导致错误。

  #define ADD(x, y) x + y
  int result = ADD(2, 3) * 4; // 展开后为 2 + 3 * 4，结果为 14（而非预期的 20）
  

(2) typedef 的限制

• 不能用于定义值：typedef 只能定义类型别名，不能定义常量。

  typedef 100 MAX; // 错误