typedef 与 #define 比较

typdef 的一些特性与 define 的功能重合。例如：

#define BYTE unsigned char

这是预处理器用 BYTE 替换 unsigned char。

但也有 #define 没有的功能，例如：

typedef char * STRING;

编译器把 STRING 解释为一个类型的表示符，该类型指向 char。因此：

STRING name, sign;

相当于：

char * name , * sign;  

但是，如果这样假设：

#define STRING char *

然后，下面的声明：

STRING name, sign;

将被翻译成：

char * name, sign;

这导致 name 才是指针。

简而言之，#define 只是字面上的替换，由预处理器执行，#define A B 相当于打开编辑器的替换功能，把所有的 B 替换成 A。

与 #define 不同，typedef 具有以下三个特点：

• 1.typedef 给出的符号名称仅限于对类型，而不是对值。
• 2.typedef 的解释由编译器，而不是预处理器执行。并不是简单的文本替换。
• 3.虽然范围有限，但是在其受限范围内 typedef 比 #define 灵活。

typedef 与 #define 的区别

（1）#define可以使用其他类型说明符对宏类型名进行扩展，但对 typedef 所定义的类型名却不能这样做。例如：

#define INTERGE int;
unsigned INTERGE n;  //没问题
typedef int INTERGE;
unsigned INTERGE n;  //错误，不能在 INTERGE 前面添加 unsigned

（2） 在连续定义几个变量的时候，typedef 能够保证定义的所有变量均为同一类型，而 #define 则无法保证。例如：

#define PTR_INT int *
PTR_INT p1, p2;        //p1、p2 类型不相同，宏展开后变为int *p1, p2;
typedef int * PTR_INT
PTR_INT p1, p2;        //p1、p2 类型相同，它们都是指向 int 类型的指针。

补充楼上 @karma，位域的内存大小测试

// 位域内存测试
#include <STDIO.H>
struct ONE_BYTE
{
    unsigned char _bool : 1;
    unsigned char del_flag : 1;
    unsigned char status : 4;
} one_byte;

struct TWO_BYTE
{
    unsigned char ccc1 : 4;
    unsigned char ccc2 : 4;
    unsigned char ccc3 : 4;
    unsigned char ccc4 : 4;
} two_byte;

struct THREE_BYTE
{
    unsigned char ccc1 : 4;
    unsigned char ccc2 : 4;
    unsigned char ccc3 : 4;
    unsigned char ccc4 : 4;
    unsigned char ccc5 : 4;
} three_byte;

struct FOUR_BYTE
{
    unsigned int ccc1 : 16;
    unsigned int ccc2 : 16;
} four_byte;


struct EIGHT_BYTE
{
    unsigned char ccc1 : 1;
    unsigned int ccc2 : 1;
} eight_byte;

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("sizeof one_byte is : %dB\n", sizeof(one_byte));
    printf("sizeof two_byte is : %dB\n", sizeof(two_byte));
    printf("sizeof three_byte is : %dB\n", sizeof(three_byte));
    printf("sizeof four_byte is : %dB\n", sizeof(four_byte));
    printf("sizeof eight_byte is : %dB\n", sizeof(eight_byte));
    return 0;
}

输出结果为：

sizeof one_byte is : 1B
sizeof two_byte is : 2B
sizeof three_byte is : 3B
sizeof four_byte is : 4B
sizeof eight_byte is : 8B

由输出，可以验证以下结论：

（1）结构体内存分配原则：

• 原则一：结构体中元素按照定义顺序存放到内存中，但并不是紧密排列。从结构体存储的首地址开始 ，每一个元素存入内存中时，它都会认为内存是以自己的宽度来划分空间的，因此元素存放的位置一定会在自己大小的整数倍上开始。
• 原则二： 在原则一的基础上，检查计算出的存储单元是否为所有元素中最宽的元素长度的整数倍。若是，则结束；否则，将其补齐为它的整数倍。

（2）定义位域时，各个成员的类型最好保持一致，比如都用char，或都用int，不要混合使用，这样才能达到节省内存空间的目的。

结构体内存分配原则

原则一：结构体中元素按照定义顺序存放到内存中，但并不是紧密排列。从结构体存储的首地址开始 ，每一个元素存入内存中时，它都会认为内存是以自己的宽度来划分空间的，因此元素存放的位置一定会在自己大小的整数倍上开始。

原则二： 在原则一的基础上，检查计算出的存储单元是否为所有元素中最宽的元素长度的整数倍。若是，则结束；否则，将其补齐为它的整数倍。

测试实例：

#include <stdio.h>

typedef struct t1{
    char x;
    int y;
    double z;
}T1;

typedef struct t2{
    char x;
    double z;
    int y;
}T2;

int main(int argc, char* argv[])
{
    printf("sizeof(T1) = %lu\n", sizeof(T1));
    printf("sizeof(T2) = %lu\n", sizeof(T2));

    return 0;
}

输出：

sizeof(T1) = 16
sizeof(T2) = 24

解析

sizeof(T1.x) = sizeof(T2.x) = 1; 
sizeof(T1.y) = sizeof(T2.y) = 4; 
sizeof(T1.z) = sizeof(T2.z) = 8;

T1: 若从第 0 个字节开始分配内存，则 T1.x 存入第 0 字节，T1.y 占 4 个字节，由于第一的 4 字节已有数据，所以 T1.y 存入第 4-7 个字节，T1.z 占 8 个字节，由于第一个 8 字节已有数据，所以 T1.z 存入 8-15 个字节。共占有 16 个字节。

T2: 若从第 0 个字节开始分配内存，则 T1.x 存入第 0 字节，T1.z 占 8 个字节，由于第一的 8 字节已有数据，所以 T1.z 存入第 8-15 个字节，T1.y 占 4 个字节，由于前四个 4 字节已有数据，所以 T1.z 存入 16-19 个字节。共占有 20 个字节。此时所占字节不是最宽元素（double 长度为 8）的整数倍，因此将其补齐到 8 的整数倍，最终结果为 24。

文中例子解析：

struct 
{
    unsigned int age : 3;
} Age;

/*age 变量将只使用 3 位来存储这个值，如果您试图使用超过 3 位，则无法完成*/
Age.age = 4;
printf("Sizeof( Age ) : %d\n", sizeof(Age));
printf("Age.age : %d\n", Age.age);

// 二进制表示为 111 有三位，达到最大值
Age.age = 7;
printf("Age.age : %d\n", Age.age);

// 二进制表示为 1000 有四位，超出
Age.age = 8;
printf("Age.age : %d\n", Age.age);

如果超出范围，则直接丢掉了，存不进去。