复杂指针的解析法

Posted 2021-01-21 tedani

转自https://www.cnblogs.com/big_sky/archive/2010/02/04/1663890.html

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      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：
The right-left rule: Start reading the declaration from the innermost parentheses, go right, and then go left.

                             When you encounter parentheses, the direction should be reversed. Once everything in the parentheses has been parsed, jump out of it.

                             Continue till the whole declaration has been parsed.

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。

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    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(即无类型的符号)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。

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        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，即函数指针；

再看左边，是int类型，说明这类函数*func的返回值是int类型。

最后分析*func的入参：即(int *p)，可知这类函数具有int*类型的形参。

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int (*func) (int *p, int (*f)(int*));

这里有两个未定义的标识符，即func和f。

    先看func：func外面有一对圆括号，左边有一个*号，说明func是一个指针；
然后跳出这个圆括号，右边也有个括号，那么func是一个指向函数的指针，即函数指针；
再看左边，是int类型，说明*func的返回值是int；
再分析*func的入参：(int *p, int (*f)(int*)：
    即这类函数具有int *p和int (*f)(int*)两个入参；
    第二个入参int (*f)(int*)涉及未定义标识符f。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。

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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；
    再看左边，是int类型，即函数的返回值类型为int；
    最后分析入参int* p。

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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；
    再看左边，是int类型，函数的返回值是int类型。
    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。

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int (*(*func)(int *p))[5];

    func被一个圆括号包含，左边是个*，那么func是个指针；
    跳出这个括号，看右边，也是一对圆括号，说明func是指向函数的指针；再看左边，是个*，说明函数func的返回值是指针；看入参(int *p)，说明func函数的入参是int*类型的；
    再跳出这个括号，看右边是[5]，说明func的返回值是数组指针，该数组有5个元素；再看左边，是int类型，说明func返回值是数组指针，且数组的元素是int类型；
    总结以下：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。

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    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：

typedef  int (*PARA)[5];
typedef PARA (*func)(int *);

这样就容易看得多了。

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要注意有些复杂指针声明是非法的，例如：

int func(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。

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int func[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；【注：函数是包含了运算规则在内的处理逻辑，而任何指向任何函数的指针，则是一个32bit的值】