如何理解复杂的C/C++ 声明

来源:互联网 发布:知进退明得失什么意思 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 21:28
 

原作者姓名 Vikram A Punathambekar
文章原始出处 http://www.codeproject.com/cpp/complex_declarations.asp

 

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;这里仅仅是教你如何去理解这些声明。

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;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 */


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;这里仅仅是教你如何去理解这些声明。

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;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 */