如何解释复杂的 C/C++ 声明
我想很多人曾经遇到过像 int * (*fp1) (int) [10] 这样的声明;或者你无法理解的类似的东西?本文将教您解释如此复杂的 C/C++声明,包括使用打字、const 和函数指头。
序
你是否曾经遇到过类似。int * (* (*fp1) (int) ) [10];的语句而无法理解呢?这篇文章将教你解释C/C++宣言,先易后难,从简单的c语言声明、const修饰符,typedef修饰符、函数指针,最后到“左右法则”,本文的目的是帮助理解c语言的声明,并不推荐像文中的代码一样,工作中还是要遵守c编程规范。
1. 基础
让我从一个非常简单的例子开始。考虑声明:
int n;
声明 n 为 int 类型
int *p;
声明 p 为 int 类型的指针,作者原文建议写成
int *p
而不是
int* p
这个个人认为统一就好。
还可以声明指针的指针
char **argv;
原则上,这种用法没有限制,这意味着你可以有一个指头指向指头到指头到指头,但是通常二级指针已经是比较难理解了。
考虑以下声明:
int RollNum[30][4];
int (*p)[4]=RollNum;
int *q[5];
p声明为一个指针,该指针指向一个int类型的数组,该数组大小是4。如果执行p++;p的值增加4*sizeof(int)
q声明为一个数组,数组的内容是保存指针的,什么指针?所有的指针都指向int类型的数据。
2. const修饰符
当您想要防止修改变量(这似乎是自相矛盾的)时,可以使用const关键字。在c语言声明const变量时,就需要初始化这个变量,否则在其他地方是不能赋值的。
const int n=5;
int const m=10;
两个变量是同一类型 - 常整型。这是因为C++标准规定关键字可以放置在类型或可变名称之前。就我(原文作者)个人而言,我更喜欢使用前一种风格,因为它使修饰符更清晰。
但是const和指针关联起来就相对比较难以理解了。
const int *p;
int const *q;
其种哪一个是指向一个,哪个指向一个?实际上,它们都是指向int 类型的。
p和q都指向const int,意味着均无法改变指向变量的数值。
int * const r= &n; // n has been declared as an int
这里r是一个const指针,初始化时指向了n,那么像下面的语句是非法的。
r=&m;
但是
*r=4;
是可以的。但是如果声明了下面的语句:
const int * const p=&n; // n has been declared as const int
英文:declare a const pointer to a const int,指针是const,变量也是const,都无法在运行中改变了。只能初始化进行赋值。
下面罗列了一些声明,可以参考学习:
char ** p1; // pointer to pointer to char
const char **p2; // pointer to pointer to const char
char * const * p3; // pointer to const pointer to char
const char * const * p4; // pointer to const pointer to const char
char ** const p5; // const pointer to pointer to char
const char ** const p6; // const pointer to pointer to const char
char * const * const p7; // const pointer to const pointer to char
const char * const * const p8; // const pointer to const pointer to const char
3. typedef的微妙之处
直接看代码:
typedef char * PCHAR;
PCHAR p,q;
p和q都定义为char * 类型。
下面是一些typedef的使用方法及解释:
typedef char * a; // a is a pointer to a char
typedef a b(); // b is a function that returns
// a pointer to a char
typedef b *c; // c is a pointer to a function
// that returns a pointer to a char
typedef c d(); // d is a function returning
// a pointer to a function
// that returns a pointer to a char
typedef d *e; // e is a pointer to a function
// returning a pointer to a
// function that returns a
// pointer to a char
e var[10]; // var is an array of 10 pointers to
// functions returning pointers to
// functions returning pointers to chars.
typedef也常见与结构体类型定义中
typedef struct tagPOINT
{
int x;
int y;
}POINT;
POINT p; /*有效的 C 代码 */
4. 函数指针
相对来说,函数指针较为难理解了。在原始时代的dos,近代的win32,以及x-windows中,常用于回调函数。在c++的虚函数表、STL模版, 以及 Win NT/2K/XP 系统服务等等。
函数指头的简单示例:
int (*p)(char);
void * (*a[5])(char * const, char * const);
声明p为指向一个“参数为char,返回值为int”的函数指针.
声明a为函数指针数组,数组中每个元素都指向一个
含有两个char*const指针,返回值为void*的函数
的函数指针
5 左右法则
这是一个简单的规则,允许解释任何声明。具体解释如下:
从最内侧括号开始阅读声明,向右走,然后向左走。当遇到括号时,方向应相反。一旦括号中的所有内容都解析完,就跳出来。然后继续,直到整个声明被解析。
左右规则的一个注意点:第一次开始阅读声明时,必须从标识符开始,而不是从最内在的括号开始。
举例:
int * (* (*fp1) (int) ) [10];
按以下步骤开始庖丁解牛:
从标识符开始 -------------------fp1
右边是 ) ,左右向左看,找到了*---fp1是一个指针
跳出()后遇到了(int) ------------指针指向了一个函数,函数中有一个int参数
向左看,找到了 * ---------------该函数返回指针
跳出(), 向右看,找到了 [10] ----返回的指针指向含有10个元素的数组
向左看,找到了 * ---------------数组元素都是指针
在向左看, 找到 int -------------每个数组元素指向int类型
解剖完毕
英文完整的解释:
Start from the variable name -------------------------- fp1
Nothing to right but ) so go left to find * -------------- is a pointer
Jump out of parentheses and encounter (int) --------- to a function that takes an int as argument
Go left, find * ---------------------------------------- and returns a pointer
Jump put of parentheses, go right and hit [10] -------- to an array of 10
Go left find * ----------------------------------------- pointers to
Go left again, find int -------------------------------- ints.
declare fp1 as pointer to function (int) returning pointer to array 10 of pointer to int
再来练习一个:
int *( *( *arr[5])())();
从标识符开始 -----------------arr
右边,找到[5] -----------------arr是一个数组,5个元素
向左看, 找到 * ---------------每个元素都是指针
跳出(), 向右看,找到了() ------每个指针指向函数,即数组元素为函数指针
向左看, 找到 * --------------- 所指向的函数返回指针
跳出(), 向右看,找到了() -------返回值指向函数
向左看, 找到 * ---------------函数返回指针
继续向左看, 找到 int ----------指针指向 int类型数据.
解剖完毕
英文完整的解释:
Start from the variable name --------------------- arr
Go right, find array subscript --------------------- is an array of 5
Go left, find * ----------------------------------- pointers
Jump out of parentheses, go right to find () ------ to functions
Go left, encounter * ----------------------------- that return pointers
Jump out, go right, find () ----------------------- to functions
Go left, find * ----------------------------------- that return pointers
Continue left, find int ----------------------------- to ints.
declare arr as array 5 of pointer to function returning pointer to function returning pointer to int
罗列一些复杂的c声明以及解释供学习:
float ( * ( *b()) [] )(); // b is a function that returns a
// pointer to an array of pointers
// to functions returning floats.
void * ( *c) ( char, int (*)()); // c is a pointer to a function that takes
// two parameters:
// a char and a pointer to a
// function that takes no
// parameters and returns
// an int
// and returns a pointer to void.
void ** (*d) (int &, char **(*)(char *, char **)); // d is a pointer to a function that takes
// two parameters:
// a reference to an int and a pointer
// to a function that takes two parameters:
// a pointer to a char and a pointer
// to a pointer to a char
// and returns a pointer to a pointer
// to a char
// and returns a pointer to a pointer to void
float ( * ( * e[10]) (int &) ) [5]; // e is an array of 10 pointers to
// functions that take a single
// reference to an int as an argument
// and return pointers to
// an array of 5 floats.
6. 推荐阅读
- A Prelude to pointers by Nitron
- cdecl is an excellent utility that explains variable declarations and does much more.
- A-Beginner-s-Guide-to-Pointers
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