[C/C++]如何解读返回函数指针的函数声明

今天在看《深入理解C++11》的时候，看到一段有意思的代码：

int (*(*pf())())() {
    return nullptr; 
}

 

我立刻就懵了——从来没有见过这样的函数声明。那么它究竟是一个怎样的函数呢？我努力回忆起《C专家编程》一书的内容，把其中解读变量声明的方法应用于该函数上，最终读懂了该函数。下面是大致的解读过程。

 

首先，要确定声明中出现的操作符的优先级。显然，函数调用操作符()的优先级是高于指针解引用操作符*的。另外，小括号总是具有最高优先级。

 

其次，要确定在声明中标识符与某个操作符结合起来的时候有什么意义。例如：

a()    a是一个函数
*a     a是一个指针

由于函数声明的特殊性，当指针解引用操作符*与一个表示函数的标识符结合时，表示这个函数的返回值是一个指针。例如 *a() 表示a是一个返回值为指针的函数。

 

有了以上的基础，接下来我们就可以从声明中的标识符开始，按照操作符的优先级，由内向外逐步来解读：

            pf()            pf是一个无参数函数
          * pf()            pf是一个无参数函数，它的返回值是一个指针
        ( * pf() ) ()       pf是一个无参数函数，它的返回值是一个无参数函数的指针
      * ( * pf() ) ()       pf是一个无参数函数，它的返回值是一个无参数函数的指针，这个函数的返回值又是一个指针
    ( * ( * pf() ) () ) ()  pf是一个无参数函数，它的返回值是一个无参数函数的指针，这个函数的返回值又是一个无参数函数的指针
int ( * ( * pf() ) () ) ()  pf是一个无参数函数，它的返回值是一个无参数函数的指针，这个函数的返回值又是一个无参数且返回值为int的函数的指针。

 

最终的解读结果冗长拗口。可以看出，这实际上是返回值为函数指针的函数的递归声明。下面是可读性更强的等效代码：

typedef int (*pa)(); 
typedef pa (*pb)(); 
pb pfex() {  
    return nullptr; 
}

 

下面是验证解读结果的测试代码。不得不说，测试代码也不容易理解……

#include <iostream>

int a() {
    return 29; 
}

int (*b())() {
    return a; 
}

int (*(*pf())())() {
    return b; 
}

typedef int (*pa)(); 
typedef pa (*pb)(); 
pb pfex() {  
    return b; 
}

int wmain() {

    int r = pf()()();  
    std::wcout << r << std::endl;

    r = pfex()()();  
    std::wcout << r << std::endl;  
}

 

最终的输出是两个数字29。