На стадии компиляции производится полная идентификация типов всех входящих в программу выражений. Даже отсутствие имени типа в объявлении как, например,

unsigned long MMM;
// Вместо имени типа - комбинация модификаторов unsigned long.

восстанавливается транслятором в соответствии с принятыми в C++ правилами умолчания.

Помимо явного объявления типа в C++ предусмотрены дополнительные средства описания имён типов. Таким средством является typedef-объявление. С его помощью в программу можно ввести новые имена, которые затем используются для обозначения производных и основных типов.

typedef-объявление - это инструмент объявления. Средство ввода новых имён в программу, средство замены громоздких последовательностей имён в объявлениях (но не определениях!) новыми именами.

Синтаксис typedef-объявления как подмножества объявления представляется внушительным списком форм Бэкуса-Наура. Но при известной степени концентрации это нагромождение БНФ всё же можно разобрать:

Объявление ::= [СписокСпецификаторовОбъявления][СписокОписателей];
СписокСпецификаторовОбъявления ::=
              СпецификаторОбъявления [СписокСпецификаторовОбъявления]
СпецификаторОбъявления ::= typedef
                       ::= *****
СписокОписателей ::=
                   [СписокОписателей,] ОписательИнициализатор
ОписательИнициализатор ::= Описатель [Инициализатор]
Описатель ::= dИмя
          ::= *****
dИмя ::= Имя
     ::= ОписанноеИмяТипа
     ::= *****
ОписанноеИмяТипа ::= Идентификатор
СписокСпецификаторовТипа ::=
                    СпецификаторТипа [СписокСпецификаторовТипа]
СпецификаторТипа ::= ИмяПростогоТипа
                 ::= СпецификаторКласса
                 ::= *****

Таким образом, typedef-объявление является объявлением, которое начинается спецификатором typedef и состоит из последовательностей разнообразных спецификаторов объявления и описателей. Список описателей (элементы списка разделяются запятыми) может содержать языковые конструкции разнообразной конфигурации. В него могут входить описатели (в конце концов, это всего лишь разнообразные имена) с символами ptrОпераций (* и &), описатели, заключённые в круглые скобки, описатели в сопровождении заключённых в скобки списков объявлений параметров, описателей const и volatile, а также заключённых в квадратные скобки константных выражений (последние, надо полагать, предназначены для спецификации массивов).

В качестве примера рассмотрим, следующее typedef-объявление:

typedef int Step, *pInteger;

Это объявление начинается спецификатором typedef, содержит спецификатор объявления int и список описателей, в который входит два элемента: имя Step и имя pInteger, перед которым стоит символ ptrОперации *.

Объявление эквивалентно паре typedef-объявлений следующего вида:

typedef int Step;
typedef int *pInteger;

В соответствии с typedef-объявлениями, транслятор производит серию подстановок, суть которых становится понятной из анализа примера, в котором пара операторов объявления

Step StepVal;
extern pInteger pVal;

заменяется следующими объявлениями:

int StepVal;
extern int * pVal;

На основе этого примера можно попытаться воспроизвести алгоритм подстановки:

• после возможного этапа декомпозиции списка описателей typedef-объявления, в результате которого может появиться новая серия typedef-объявлений, транслятор переходит к анализу операторов объявлений;
• в очередном операторе объявления выделяется идентификатор, стоящий на месте спецификатора объявления;
• среди typedef-объявлений производится поиск соответствующего объявления, содержащего вхождение этого идентификатора в список описателей. Таким образом, транслятор находит соответствующий контекст для подстановки. Мы будем называть этот контекст контекстом замены. Контекст замены оказывается в поле зрения транслятора вместе с оператором объявления, в котором транслятор различает спецификатор объявления и описатель;
• оператор объявления заменяется контекстом замены, в котором совпадающий со спецификатором объявления идентификатор заменяется соответствующим описателем.

Если в программе присутствует typedef-объявление

typedef char* (*PPFF) (int,int,int*,float);

то компактное объявление функции

PPFF ReturnerF(int, int);

преобразуется при трансляции в сложное, но как мы далее увидим, абсолютно корректное объявление:

char* (*ReturnerF(int, int))(int,int,int*,float);

При этом по идентификатору PPFF в прототипе функции находится контекст замены char* (*PPFF) (int,int,int*,float), в котором замещаемый описатель PPFF заменяется замещающим описателем ReturnerF(int, int).

Цель достигнута. Простое становится сложным. И как хорошо, что всё это происходит без нашего участия! Перед нами очередное средство для "облегчения" труда программиста.

Заметим, что подстановка возможна и в том случае, когда замещаемый описатель заменяется пустым замещающим описателем.

То же самое typedef-объявление позволяет построить следующее объявление функции:

void MyFun (int, int, int*, float, PPFF);

Рассмотрим ещё один пример.

typedef long double NewType;
/*
Используем спецификатор для ввода в программу нового имени типа.
*/
:::::
NewType MyFloatVal;

Новое имя для обозначения типа введено…

Новое имя ранее уже поименованного типа называют ОПИСАННЫМ ИМЕНЕМ ТИПА. Именно таким образом и назывался (так выглядел) соответствующий нетерминальный символ во множестве БНФ, связанных с typedef-объявлением.

Описанное имя типа может заменять прежнее имя типа везде, где это возможно, поскольку объявления с описанным именем при трансляции заменяется первоначальным объявлением:

long double MyFloatVal;

В ряде случаев описанное имя типа может оказаться единственным именем для обозначения безымянного типа (об этом позже).

В области действия объявления имени типа (typedef-объявления), идентификатор NewType (он является спецификатором типа) становится синонимом другого спецификатора типа - конструкции long double. Иногда подобным образом вводимый синоним называют замещающим идентификатором.

Использование спецификатора typedef подчиняется следующим правилам (ничто не даётся даром):

1. Спецификатор typedef может переопределять имя как имя типа, даже если это имя само уже было ранее введено typedef спецификатором:

typedef int I;
typedef I I;

2. Спецификатор typedef не может переопределять имя типа, объявленное в одной и той же области действия, и замещающее имя другого типа.

typedef int I;
typedef float I; // Ошибка: повторное описание…

3. На имена, введённые в программу с помощью спецификатора typedef, распространяются правила области действия, за исключением разрешения на многократное использование имени (правило 1.).