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C/C++声明

编程学习2012-10-0124060

介绍
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:我们将从每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。注意: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。

基础
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:

int*  p, q;

第一眼看去,好像是p和q都是int*类型的,但事实上,只有p是一个指针,而q是一个最简单的int型变量。

我们还是继续我们前面的话题,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使用*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关键字。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关键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,容易让人感到迷惑。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的值将不再允许被改变(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。不过请注意,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指针的指针;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。(如果不使用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,允许你不使用关键字struct(在C中,创建结构变量时要求使用struct关键字,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
函数指针可能是最容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”[重要!!!]
这是一个简单的法则,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.

 

原文:
http://www.codeproject.com/cpp/complex_declarations.asp

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本文链接:https://www.apull.net/html/20121001224.html

标签: C++技术编程
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