如何解释复杂的 C/C++ 声明

Posted 2021-06-27 liming0931

如何解释复杂的 C/C++ 声明

文章目录

• 如何解释复杂的 C/C++ 声明
• • 序
  • 1. 基础
  • 2. const修饰符
  • 3. typedef的微妙之处
  • 4. 函数指针
  • 5 左右法则
  • 6. 推荐阅读

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 中用法没有限制，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;

其中哪一个是指向一个，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];

按一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

原文链接：How to interpret complex C/C++ declarations

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