《征服 C 指针》摘录6：解读 C 的声明

一、混乱的声明——如何自然地理解 C 的声明？

通常，C 的声明

int hoge;

这样，使用“类型 变量名;”的形式进行书写。

可是，像“指向 int 的指针”类型的变量，却要像下面这样进行声明：

int *hoge_p;

似乎这里声明了一个名为 *hoge_p 的变量，而实际上，这里声明的变量是 hoge_p，hoge_p 的类型是“指向 int 的指针”。

因为这种声明方式不太好理解，所以有人提出将 * 靠近类型这一侧进行书写，如下：

int* hoge_p;

的确，这种书写方式符号“类型 变量名;”的形式。但是在同时声明多个变量的情况下就会出现破绽：

/* 声明 2 个“指向 int 的指针”？ ——其实不是，此时 piyo_p 是 int 类型变量 */
int* hoge_p, piyo_p;

此外，数组也是 C 的一种类型，比如

int hoge[10];

这样的写法，就不符合“类型 变量名;”的形式。

说一些题外话，Java 在声明“int 的数组”时，通常写成

int[] hoge;

的形式，这样好像是符合“类型 变量名;”的形式。至少在这一点上，Java 的语法比起 C 显得更为合理。可是，Java 为了让 C 程序员更容易地将程序向 Java 移植，竟然也兼容 int hoge[] 这样的写法。这种不伦不类的做法倒还真像Java的风格。

二、用英语来阅读

我认为像 int *hoge_p; 还有 int hoge[10]; 这样的声明方式很奇怪。

对于这种程序的声明方式，可能也有很多人感觉不到什么别扭的地方。那就再看下面的这个例子（经常被使用）：

char *color_name[] = {
	"red",
	"green",
	"blue"
};

这里声明了一个“指向 char 的指针的数组”。

我们还可以像下面这样声明一个“指向将 double z作为参数并且返回 int 的函数的指针”：

int (*func_p)(double);

关于这样的声明，在 K&R 中有下面这样一段说明：

int *f();  /* f: 返回指向 int 指针的函数 */

和

int (*pf)();  /* pf: 指向返回 int 的函数的指针 */

这两个声明最能说明问题。在这里，因为 * 是前置运算符，它的优先级低于 ()，为了让连接正确地进行，有必要加上括号。

首先，这段文字中有谎言。

声明中 *、() 和 [] 并不是运算符。在语法规则中，运算符的优先顺序是在别的地方定义的。

先将这个问题放在一边。如果你老老实实地去读这段文字，该会嘀咕“是不是搞反了”。如果说

int (*pf)();

是指向函数的指针，使用括弧先将星号（指针）括起来岂不是很奇怪？

这个问题的答案，等你明白过来就会觉得非常简单。C 语言本来是美国人开发的，最好还是用英语来读。

以上的声明，如果从 pf 开始以英语的顺序来读，应该是下面这样：

pf is pointer to function returning int

翻译诚中文，则为

pf 为指向返回 int 的函数的指针。

要点

用英语来读 C 的声明。

三、解读 C 的声明

在这里，向读者介绍阅读 C 语言声明的方法：机械地向前读。

为了把问题变得更简单，我们在这里不考虑 const 和 volatile。接下来遵循以下步骤来解释 C 的声明。

1、首先着眼与标识符（变量名 或者  函数名）。

2、从距离标识符最近的地方开始，依照优先顺序解释派生类型（指针、数组 和 函数）。优先顺序说明如下，

(1)、用于整理声明内容的括弧

(2)、用于表示数组的[]，用于表示函数的()

(3)、用于表示指针的 *

3、解释完成派生类型，使用 “of”，“to”，“returning”将它们连接起来。

4、最后，追加数据类型修饰符（在左边，int、double 等）。

5、英语不好的人，可以倒序用中文解释。

数组元素个数和函数的参数属于类型的一部分。应该将它们作为附属于类型的属性进行解释。

比如，

int (*func_p)(double);

(1) 首先着眼于标识符。

int (*func_p)(double)

英语的表达为：

func_p is

(2) 因为存在括号，这里着眼于 *。

int (*func_p)(double);

英语的表达为：

func_p is pointer to

(3) 解释用于函数的()，参数 double。

int (*func_p)(double);

英语的表达式为：

func_p is pointer to function(double) returning

(4) 最后，解释数据类型修饰符 int。

int (*func_p)(double);

英语的表达为：

func_p is pointer to function(double) returning int

(5) 翻译成中文：

func_p 是指向返回 int 的函数的指针。

使用和上面相同的方式，我们对各种各样的声明进行解读，如下表所示：

C 语言	英语表达	中文表达
int hoge;	hoge is int	hoge 是int
int hoge[10];	hoge is array(元素个数10) of int	hoge 是 int 的数组（元素个数10）
int hoge[10][3];	hoge is array(元素个数10) of array(元素个数3) of int	hoge 是 int 数组（元素个数3）的数组（元素个数10）
int *hoge[10];	hoge is array(元素个数10) of pointer to int	hoge 是指向 int 的指针的数组（元素个数 10）
double (*hoge)[3];	hoge is pointer to array(元素个数3) of double	hoge 是指向 double 的数组（元素个数3）的指针
int func(int a);	func is function(参数为 int a) returning int	func 是返回 int 的函数（参数是 int a）
int (*func_p)(int a)	func_p is pointer to function(参数为 int a) returning int	func_p 是指向返回 int 的函数（参数为 int a）的指针

正如大家看到的这样，C 语言的声明不能从左右按顺序解读（无论是英语、中文、还是日语），而是左右来回地解读。

K&R 中指出：在 C 语言中，变量的声明仿效表达式的语法。可是，勉强地去模拟本质上完全不同的事物，结果就是“四不像”。

“使声明的形式 和 使用的形式相似”是 C （还有从 C 派生的 C++、Java 等语言）特有的 奇怪的语法。

K&R 中同时也写道：

C 的声明语法，特别是指向函数指针的语法，受到了严厉的批评。

四、类型名

在 C 中，除标识符以外，有时候还必须定义“类型”。具体来说，遇到以下情况需定义“类型”：

(1)、在强制转型运算符中

(2)、类型作为 sizeof 运算符的操作数

比如，将强制转型运算符写成下面的形式：

(int *)

这里指定“int *”为类型名。

从标识符的声明中，将标识符取出后，剩下的部分自然就是类型名。

如下表所示，类型名的写法：

声 明	声明的解释	类型名	类型名的解释
int hoge;	hoge 是 int	int	int 类型
int *hoge;	hoge 是指向 int 的指针	int *	指向 int 的指针类型
double (*p)[3];	p 是指向 double 的数组（元素个数 3）的指针	double(*)[3]	指向 double 的数组（元素个数 3）的指针类型
void (*func)();	func 是指向返回 void 函数的指针	void (*)()	指向返回 void 函数的指针类型

上表最后2个例子中，括起星号的括弧 (*) 好像有点多余，但是一旦去掉括弧，意思就完全不一样了。

1、(double *[3]) 是将 double *hoge[3] 的标识符去掉后形成的，所以这个类型名被解释成“指向 double 的指针的数组”。

2、int (*func_table[10])(int a) 可以解释成“指向返回 int 的函数（参数为 int a）的指针的数组（元素个数 10）”。

延伸阅读：

《征服 C 指针》摘录1：什么是空指针？区分 NULL、0 和 '\0'

《征服 C 指针》摘录2：C变量的 作用域 和 生命周期（存储期）

《征服 C 指针》摘录3：数组 与 指针

《征服 C 指针》摘录4：函数 与 指针

《征服 C 指针》摘录5：函数形参 和 空的下标运算符[]

《征服 C 指针》摘录6：解读 C 的声明

《征服 C 指针》摘录7：练习——挑战那些复杂的声明