"右左法則"解讀C的複雜聲明

From:http://blog.csdn.net/pzhccy/archive/2008/01/23/2061515.aspx

曾經碰到過讓你迷惑不解、類似于int * (* (*fp1) (int) ) [10];這樣的變量聲明嗎？本文将由易到難，一步一步教會你如何了解這種複雜的C/C++聲明。

　　我們将從每天都能碰到的較簡單的聲明入手，然後逐漸加入const修飾符和typedef，還有函數指針，最後介紹一個能夠讓你準确地了解任何C/C++聲明的“右左法則”。

　　需要強調一下的是，複雜的C/C++聲明并不是好的程式設計風格；我這裡僅僅是教你如何去了解這些聲明。注意：為了保證能夠在同一行上顯示代碼和相關注釋，本文最好在至少1024x768分辨率的顯示器上閱讀。

讓我們從一個非常簡單的例子開始，如下：

int n;

這個應該被了解為“declare n as an int”（n是一個int型的變量）。接下去來看一下指針變量，如下：

int *p;

這個應該被了解為“declare p as an int *”（p是一個int *型的變量），或者說p是一個指向一個int型變量的指針。我想在這裡展開讨論一下：我覺得在聲明一個指針（或引用）類型的變量時，最好将*（或&）寫在緊靠變量之前，而不是緊跟基本類型之後。這樣可以避免一些了解上的誤區，比如：

再來看一個指針的指針的例子：

char **argv;

理論上，對于指針的級數沒有限制，你可以定義一個浮點類型變量的指針的指針的指針的指針，再來看如下的聲明：

int RollNum[30][4]; int (*p)[4]=RollNum; int *q[5];

這裡，p被聲明為一個指向一個4元素（int類型）數組的指針，而q被聲明為一個包含5個元素（int類型的指針）的數組。另外，我們還可以在同一個聲明中混合實用*和&，如下：

int **p1; // p1 is a pointer  to a pointer  to an int. int *&p2; // p2 is a reference to a pointer  to an int. int &*p3; // ERROR: Pointer  to a reference is illegal. int &&p4;// ERROR: Reference to a reference is illegal.

注：p1是一個int類型的指針的指針；p2是一個int類型的指針的引用；p3是一個int類型引用的指針（不合法！）；p4是一個int類型引用的引用（不合法！）。

const修飾符

當你想阻止一個變量被改變，可能會用到const關鍵字。在你給一個變量加上const修飾符的同時，通常需要對它進行初始化，因為以後的任何時候你将沒有機會再去改變它。例如：

const int n=5; int const m=10;

上述兩個變量n和m其實是同一種類型的??都是const int（整形恒量）。因為C++标準規定，const關鍵字放在類型或變量名之前等價的。我個人更喜歡第一種聲明方式，因為它更突出了const修飾符的作用。當const與指針一起使用時，容易讓人感到迷惑。例如，我們來看一下下面的p和q的聲明：

const int *p; int const *q;

他們當中哪一個代表const int類型的指針（const直接修飾int），哪一個代表int類型的const指針（const直接修飾指針）？實際上，p和q都被聲明為const int類型的指針。而int類型的const指針應該這樣聲明：

int * const r= &n;// n has been declared as an int

這裡，p和q都是指向const int類型的指針，也就是說，你在以後的程式裡不能改變*p的值。而r是一個const指針，它在聲明的時候被初始化指向變量n（即r=&n;）之後，r的值将不再允許被改變（但*r的值可以改變）。

組合上述兩種const修飾的情況，我們來聲明一個指向const int類型的const指針，如下：

const int * const p=&n // n has been declared as const int

下面給出的一些關于const的聲明，将幫助你徹底理清const的用法。不過請注意，下面的一些聲明是不能被編譯通過的，因為他們需要在聲明的同時進行初始化。為了簡潔起見，我忽略了初始化部分；因為加入初始化代碼的話，下面每個聲明都将增加兩行代碼。

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

注：p1是指向char類型的指針的指針；p2是指向const char類型的指針的指針；p3是指向char類型的const指針；p4是指向const char類型的const指針；p5是指向char類型的指針的const指針；p6是指向const char類型的指針的const指針；p7是指向char類型const指針的const指針；p8是指向const char類型的const指針的const指針。

typedef的妙用

typedef給你一種方式來克服“*隻适合于變量而不适合于類型”的弊端。你可以如下使用typedef：

typedef char * PCHAR; PCHAR p,q;

這裡的p和q都被聲明為指針。（如果不使用typedef，q将被聲明為一個char變量，這跟我們的第一眼感覺不太一緻！）下面有一些使用typedef的聲明，并且給出了解釋：

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經常用在一個結構聲明之前，如下。這樣，當建立結構變量的時候，允許你不使用關鍵字struct（在C中，建立結構變量時要求使用struct關鍵字，如struct tagPOINT a；而在C++中，struct可以忽略，如tagPOINT b）。

typedef struct tagPOINT {   int x;   int y; }POINT; POINT p;

函數指針

函數指針可能是最容易引起了解上的困惑的聲明。函數指針在DOS時代寫TSR程式時用得最多；在Win32和X-Windows時代，他們被用在需要回調函數的場合。當然，還有其它很多地方需要用到函數指針：虛函數表，STL中的一些模闆，Win NT/2K/XP系統服務等。讓我們來看一個函數指針的簡單例子：

int (*p)(char);

這裡p被聲明為一個函數指針，這個函數帶一個char類型的參數，并且有一個int類型的傳回值。另外，帶有兩個float類型參數、傳回值是char類型的指針的指針的函數指針可以聲明如下：

char ** (*p)(float, float);

那麼，帶兩個char類型的const指針參數、無傳回值的函數指針又該如何聲明呢？參考如下：

void * (*a[5])(char * const, char * const);

“右左法則”是一個簡單的法則，但能讓你準确了解所有的聲明。這個法則運用如下：從最内部的括号開始閱讀聲明，向右看，然後向左看。當你碰到一個括号時就調轉閱讀的方向。括号内的所有内容都分析完畢就跳出括号的範圍。這樣繼續，直到整個聲明都被分析完畢。

對上述“右左法則”做一個小小的修正：當你第一次開始閱讀聲明的時候，你必須從變量名開始，而不是從最内部的括号。

下面結合例子來示範一下“右左法則”的使用。

int * (* (*fp1) (int) ) [10];

閱讀步驟：

1. 從變量名開始??fp1

2. 往右看，什麼也沒有，碰到了)，是以往左看，碰到一個*??一個指針

3. 跳出括号，碰到了(int)??一個帶一個int參數的函數

4. 向左看，發現一個*??（函數）傳回一個指針

5. 跳出括号，向右看，碰到[10]??一個10元素的數組

6. 向左看，發現一個*??指針

7. 向左看，發現int??int類型

總結：fp1被聲明成為一個函數的指針,該函數傳回指向指針數組的指針.

再來看一個例子：

int *( *( *arr[5])())();

閱讀步驟：

1. 從變量名開始??arr

2. 往右看，發現是一個數組??一個5元素的數組

3. 向左看，發現一個*??指針

4. 跳出括号，向右看，發現()??不帶參數的函數

5. 向左看，碰到*??（函數）傳回一個指針

6. 跳出括号，向右發現()??不帶參數的函數

7. 向左，發現*??（函數）傳回一個指針

8. 繼續向左，發現int??int類型

還有更多的例子：

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.