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安全知识 :: 专题文章

如何理解c和c 的复杂类型声明


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来源:网络



曾经碰到过让你迷惑不解、类似于int * (* (*fp1) (int) ) [10];这样的变量声明吗?本文将由易到难,一步一步教会你如何理解这种复杂的C/C 声明。



  我们将从天天都能碰到的较简单的声明入手,然后逐步加入const修饰符和typedef,还有函数指针,最后介绍一个能够让你准确地理解任何C/C 声明的“右左法则”。



  需要强调一下的是,复杂的C/C 声明并不是好的编程风格;我这里仅仅是教你如何去理解这些声明。注重:为了保证能够在同一行上显示代码和相关注释,本文最好在至少1024x768分辨率的显示器上阅读。

让我们从一个非常简单的例子开始,如下:



int n;



这个应该被理解为“declare n as an int”(n是一个int型的变量)。接下去来看一下指针变量,如下:



int *p;



这个应该被理解为“declare p as an int *”(p是一个int *型的变量),或者说p是一个指向一个int型变量的指针。我想在这里展开讨论一下:我觉得在声明一个指针(或引用)类型的变量时,最好将*(或 &)写在紧靠变量之前,而不是紧跟基本类型之后。这样可以避免一些理解上的误区,比如:

再来看一个指针的指针的例子:



char **argv;



理论上,对于指针的级数没有限制,你可以定义一个浮点类型变量的指针的指针的指针的指针,再来看如下的声明:



int RollNum[30][4];

int (*p)[4]=RollNum;

int *q[5];



这里,p被声明为一个指向一个4元素(int类型)数组的指针,而q被声明为一个包含5个元素(int类型的指针)的数组。另外,我们还可以在同一个声明中混合实用*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是一个int类型的指针的指针;p2是一个int类型的指针的引用;p3是一个int类型引用的指针(不合法!);p4是一个int类型引用的引用(不合法!)。



const修饰符



当你想阻止一个变量被改变,可能会用到const要害字。在你给一个变量加上const修饰符的同时,通常需要对它进行初始化,因为以后的任何时候你将没有机会再去改变它。例如:



const int n=5;

int const m=10;



上述两个变量n和m其实是同一种类型的??都是const int(整形恒量)。因为C 标准规定,const要害字放在类型或变量名之前等价的。我个人更喜欢第一种声明方式,因为它更突出了const修饰符的作用。当const与指针一起使用时,轻易让人感到迷惑。例如,我们来看一下下面的p和q的声明:



const int *p;

int const *q;



他们当中哪一个代表const int类型的指针(const直接修饰int),哪一个代表int类型的const指针(const直接修饰指针)?实际上,p和q都被声明为const int类型的指针。而int类型的const指针应该这样声明:



int * const r= &n;

// n has been declared as an int



这里,p和q都是指向const int类型的指针,也就是说,你在以后的程序里不能改变*p的值。而r是一个const指针,它在声明的时候被初始化指向变量n(即r=&n;)之后,r的值将不再答应被改变(但*r的值可以改变)。



组合上述两种const修饰的情况,我们来声明一个指向const int类型的const指针,如下:



const int * const p=&n

// n has been declared as const int



下面给出的一些关于const的声明,将帮助你彻底理清const的用法。不过请注重,下面的一些声明是不能被编译通过的,因为他们需要在声明的同时进行初始化。为了简洁起见,我忽略了初始化部分;因为加入初始化代码的话,下面每个声明都将增加两行代码。



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类型的指针的指针;p2是指向const char类型的指针的指针;p3是指向char类型的const指针;p4是指向const char类型的const指针;p5是指向char类型的指针的const指针;p6是指向const char类型的指针的const指针;p7是指向char类型const指针的const指针;p8是指向const char类型的const指针的const指针。



typedef的妙用



typedef给你一种方式来克服“*只适合于变量而不适合于类型”的弊端。你可以如下使用typedef:



typedef char * PCHAR;

PCHAR p,q;



这里的p和q都被声明为指针。(假如不使用typedef,q将被声明为一个char变量,这跟我们的第一眼感觉不太一致!)下面有一些使用typedef的声明,并且给出了解释:



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 经常用在一个结构声明之前,如下。这样,当创建结构变量的时候,答应你不使用要害字struct(在C中,创建结构变量时要求使用struct要害字,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; /* Valid C code */



函数指针



函数指针可能是最轻易引起理解上的困惑的声明。函数指针在DOS时代写TSR程序时用得最多;在Win32和X-Windows时代,他们被用在需要回调函数的场合。当然,还有其它很多地方需要用到函数指针:虚函数表,STL中的一些模板,Win NT/2K/XP系统服务等。让我们来看一个函数指针的简单例子:



int (*p)(char);



这里p被声明为一个函数指针,这个函数带一个char类型的参数,并且有一个int类型的返回值。另外,带有两个float类型参数、返回值是char类型的指针的指针的函数指针可以声明如下:



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



那么,带两个char类型的const指针参数、无返回值的函数指针又该如何声明呢?参考如下:



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



“右左法则”是一个简单的法则,但能让你准确理解所有的声明。这个法则运用如下:从最内部的括号开始阅读声明,向右看,然后向左看。当你碰到一个括号时就调转阅读的方向。括号内的所有内容都分析完毕就跳出括号的范围。这样继续,直到整个声明都被分析完毕。



对上述“右左法则”做一个小小的修正:当你第一次开始阅读声明的时候,你必须从变量名开始,而不是从最内部的括号。



下面结合例子来演示一下“右左法则”的使用。



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



阅读步骤:



1. 从变量名开始??fp1



2. 往右看,什么也没有,碰到了),因此往左看,碰到一个*??一个指针



3. 跳出括号,碰到了(int)??一个带一个int参数的函数



4. 向左看,发现一个*??(函数)返回一个指针



5. 跳出括号,向右看,碰到[10]??一个10元素的数组



6. 向左看,发现一个*??指针



7. 向左看,发现int??int类型



总结:fp1被声明成为一个函数的指针,该函数返回指向指针数组的指针.



再来看一个例子:



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



阅读步骤:



1. 从变量名开始??arr



2. 往右看,发现是一个数组??一个5元素的数组



3. 向左看,发现一个*??指针



4. 跳出括号,向右看,发现()??不带参数的函数



5. 向左看,碰到*??(函数)返回一个指针



6. 跳出括号,向右发现()??不带参数的函数



7. 向左,发现*??(函数)返回一个指针



8. 继续向左,发现int??int类型



还有更多的例子:



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.
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