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C复杂声明解析.docx
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C复杂声明解析
C复杂声明解析
2009-12-2023:
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creturningpointersfunctionreferenceparameters
C语言所有复杂的指针声明,都是由各种声明嵌套构成的。
如何解读复杂指针声明呢?
右左法则是一个既著名又常用的方法。
不过,右左法则其实并不是C标准里面的内容,它是从C标准的声明规定中归纳出来的方法。
C标准的声明规则,是用来解决如何创建声明的,而右左法则是用来解决如何辩识一个声明的,两者可以说是相反的。
右左法则的英文原文是这样说的:
Theright-leftrule:
Startreadingthedeclarationfromtheinnermostparentheses,goright,andthengoleft.Whenyouencounterparentheses,thedirectionshouldbereversed.Onceeverythingintheparentheseshasbeenparsed,jumpoutofit.Continuetillthewholedeclarationhasbeenparsed.
这段英文的翻译如下:
右左法则:
首先从最里面的圆括号看起,然后往右看,再往左看。
每当遇到圆括号时,就应该掉转阅读方向。
一旦解析完圆括号里面所有的东西,就跳出圆括号。
重复这个过程直到整个声明解析完毕。
笔者要对这个法则进行一个小小的修正,应该是从未定义的标识符开始阅读,而不是从括号读起,之所以是未定义的标识符,是因为一个声明里面可能有多个标识符,但未定义的标识符只会有一个。
现在通过一些例子来讨论右左法则的应用,先从最简单的开始,逐步加深:
int(*func)(int*p);
首先找到那个未定义的标识符,就是func,它的外面有一对圆括号,而且左边是一个*号,这说明func是一个指针,然后跳出这个圆括号,先看右边,也是一个圆括号,这说明(*func)是一个函数,而func是一个指向这类函数的指针,就是一个函数指针,这类函数具有int*类型的形参,返回值类型是int。
int(*func)(int*p,int(*f)(int*));
func被一对括号包含,且左边有一个*号,说明func是一个指针,跳出括号,右边也有个括号,那么func是一个指向函数的指针,这类函数具有int*和int(*)(int*)这样的形参,返回值为int类型。
再来看一看func的形参int(*f)(int*),类似前面的解释,f也是一个函数指针,指向的函数具有int*类型的形参,返回值为int。
int(*func[5])(int*p);
func右边是一个[]运算符,说明func是一个具有5个元素的数组,func的左边有一个*,说明func的元素是指针,要注意这里的*不是修饰func的,而是修饰func[5]的,原因是[]运算符优先级比*高,func先跟[]结合,因此*修饰的是func[5]。
跳出这个括号,看右边,也是一对圆括号,说明func数组的元素是函数类型的指针,它所指向的函数具有int*类型的形参,返回值类型为int。
int(*(*func)[5])(int*p);
func被一个圆括号包含,左边又有一个*,那么func是一个指针,跳出括号,右边是一个[]运算符号,说明func是一个指向数组的指针,现在往左看,左边有一个*号,说明这个数组的元素是指针,再跳出括号,右边又有一个括号,说明这个数组的元素是指向函数的指针。
总结一下,就是:
func是一个指向数组的指针,这个数组的元素是函数指针,这些指针指向具有int*形参,返回值为int类型的函数。
int(*(*func)(int*p))[5];
func是一个函数指针,这类函数具有int*类型的形参,返回值是指向数组的指针,所指向的数组的元素是具有5个int元素的数组。
要注意有些复杂指针声明是非法的,例如:
intfunc(void)[5];
func是一个返回值为具有5个int元素的数组的函数。
但C语言的函数返回值不能为数组,这是因为如果允许函数返回值为数组,那么接收这个数组的内容的东西,也必须是一个数组,但C语言的数组名是一个右值,它不能作为左值来接收另一个数组,因此函数返回值不能为数组。
intfunc[5](void);
func是一个具有5个元素的数组,这个数组的元素都是函数。
这也是非法的,因为数组的元素除了类型必须一样外,每个元素所占用的内存空间也必须相同,显然函数是无法达到这个要求的,即使函数的类型一样,但函数所占用的空间通常是不相同的。
作为练习,下面列几个复杂指针声明给读者自己来解析,答案放在第十章里。
int(*(*func)[5][6])[7][8];
int(*(*(*func)(int*))[5])(int*);
int(*(*func[7][8][9])(int*))[5];
实际当中,需要声明一个复杂指针时,如果把整个声明写成上面所示的形式,对程序可读性是一大损害。
应该用typedef来对声明逐层分解,增强可读性,例如对于声明:
int(*(*func)(int*p))[5];
可以这样分解:
typedefint(*PARA)[5];
typedefPARA(*func)(int*);
这样就容易看得多了。
c言语的复杂类型声明
在c言语的复杂类型声明中,我们用到3个修饰符:
*、()、[]。
含义如下:
*暗示声明一个指针
()暗示声明一个函数
[]暗示声明一个数组
c语言允许我们一次使用多个上面所说明的修饰符来申明一个变量,这样我们可以构造出多种多样的类别来。
大家先看下面的例子:
intboard[8][8];//二维数组(一个8个元素的数组,元素内容还是数组)
int**p;//指向指针的指针(一个指针,内容还是一个指针)
int*array[10];//10个元素的数组,元素内容是指针。
int(*p)[10];//一个指针,指向含有10个元素的数组。
int*oof[3][4];//3个元素的数组,存放的内容是指针,指针分别指向4个元素的数组
int(*oof)[3][4];//一个指针指向3*4的数组。
看到这里,可能有人会想,你在说些什么哦,怎么看不明白,没有关系,看完下面的3条法则,你在来看上面的内容就很清晰了。
1:
离名字越近的修饰符优先级越高
2:
[],()优先级比*高
3:
用()括起来的表达式的优先级最高。
我用这些法则来解释上面提到的例子,请看
int*foo[3][4]
名字:
foo
*、[3]离名字一样近,而[4]离的比他们远,所以*、[3]的优先级比[4]高。
(法则1)
而[]的优先级比*高(法则2)
优先级关系如下:
[3]>*>[4]
所以int*foo[3][4]是一个3个元素的数组(第一个修饰符[3]),存放内容是指针(第二个修饰符号*),指针分别指向4个元素的数组(第三个修饰符[4])
int(*foo)[3][4]
名字:
foo
优先级关系如下:
(括号括起来的表达式优先级最高)
*>[3]>[4]
所以一个指针指向3*4的数组。
下面的内容留给大家去思考:
int*func()[3];
int*f[3]();
alongzhang
是这样的:
存储类别类型限定词类型标识符
这种说明会给人们一种暗示:
C语言的声明是静止的、死板的,什么声明都能够以这个为基础,往上一套就OK了。
事实真的如此吗?
说句心里话,笔者也祈祷事实真的如此,这样世界就简单多了、清静多了。
但别忘了,这个世界总是让人事与愿违的。
实际上,C的声明的组织形式是以嵌套为基础的,是用嵌套声明组织起来的,并非象上面所述那么死板,存储类说明符一定得放在限定词前面吗?
类型说明符一定要紧贴标识符吗?
不!
C标准从来没有这样说过!
下面来看一看C89对声明的形式是如何规定的:
声明:
声明说明符初始化声明符表opt[opt的意思是option,可选]
其中声明说明符由以下三项构成:
声明说明符:
存储类说明符声明说明符opt
类型说明符声明说明符opt
类型限定符声明说明符opt
在这里,一个声明说明符可以包含另一个声明说明符,这就是声明的嵌套,这种嵌套贯穿于整个声明之中,今天我们看来一个非常简单的声明,其实就是由多个声明嵌套组成的,例如:
staticconstinti=10,j=20,k=30;
变量i前面就是声明说明符部分,有三个声明说明符:
staticconstint,static是一个存储类说明符,它属于这种形式:
static声明说明符
static后面的声明说明符就是constint,const是一个类型限定符,这也是个嵌套,它是由
const声明说明符
组成,最后的int是一个类型说明符,到这里已经没有嵌套了,int就是最底的一层。
对于存储类说明符、类型说明符和类型限定符的排列顺序,C标准并没有规定其顺序,谁嵌套谁都可以。
换言之,上面的声明可以写成:
intstaticconsti=10,j=20,k=30;或者constintstatici=10,j=20,k=30;
这无所谓,跟原声明是一样的。
再举一个有趣的例子:
constint*p;与intconst*p;
有些人会对后面一种形式感到困惑,因为他一直以来学习的都是那种死板的形式,因此他无法理解为什么那个const可以放在int的后面。
实际上对于标准来说,这是再正常不过的行为了。
上面举的例子是变量的声明,函数的声明也同样道理,例如:
staticconstintfunc(void);
......
intmain(void)
{
intstaticconst(*p)(void);
p=func;
.........
return0;
}
constintstaticfunc(void)
{
.......
return0;
}
func的函数原型声明、函数定义跟main内的函数指针p的声明是一样的。
但是,笔者并非鼓励大家把声明说明符写得乱七八糟,作为一个良好的风格,应该按照已经习惯约定的方式排列说明符,但懂得其中的原理非常重要。
声明staticconstinti=10,j=20,k=30;的int后面的部分就是初始化声明符表,这比较容易理解,这个符表实际上也是嵌套的:
初始化声明符表:
初始化声明符
初始化声明符表,初始化声明符
初始化声明符:
声明符
声明符=初值
声明符是初始化声明符的主体,现在来讨论一下声明符是如何规定的:
声明符:
指针opt直接声明符
这里写的指针opt指的是那个指针声明符*,要注意的是,*属于声明符,而不是声明说明符的一部分。
指针opt又包含:
指针:
*类型限定符表opt
*类型限定符表opt指针
在这里有一个常见的问题,就是constint*p;与int*constp的区别,第一个声明的const属于声明说明符,它跟int一起,是用来说明*p这个声明符的,因此const修饰的是p所指向的那个对象,这个对象是const的。
而第二个声明的const是声明符的一部分,它修饰的对象是p本身,因此p是const的。
上面规定的第二条值得注意,这
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