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C語言復(fù)雜聲明的本質(zhì)與局限

    先簡單回顧一下C語言的獨(dú)有的變量聲明方式。自詡使用C語言多年,卻一直對于C的復(fù)雜的變量聲明方式頭皮發(fā)麻,直到看到VCZH大神前不久的大作,才恍然大悟。慚愧,因此下面的內(nèi)容頗有拾人牙慧之嫌,但為了引出后面一系列關(guān)于語言的隨筆,也沒辦法了,本文的榮譽(yù)都?xì)w于vczh大神。就從最簡單的說起。
    int a;    // 說明表達(dá)式a的值是int型,a自己本身也是int型,這不是廢話嗎?
    int array[N];    // 于是,表達(dá)式array[n]的值為int型,array是int數(shù)組,是否廢話的味道少了一點(diǎn)?
    int *pA;    // 顯然,*pA的值為int型,而pA的類型是指向int的指針。
    int fun(int x, int y)    // 毫無疑問,表達(dá)式fun(a,b)的值為int型,fun則是函數(shù),其函數(shù)簽名是……
    通過前面例子,說明一個(gè)道理,可以從另外一個(gè)角度來理解C變量的類型聲明,先確定整個(gè)表達(dá)式的結(jié)果值的類型,再考察變量本身的類型。就好比以上幾個(gè)例子,a(單獨(dú)一個(gè)變量都是表達(dá)式), array[n], *pA, fun(a,b)這些表達(dá)式都是int型,定義變量的語句的類型,其實(shí)就是為了說明這個(gè)語句的變量的整個(gè)表達(dá)式的結(jié)果的值的類型。
    好了,請深呼吸,開始重口味了,下面的注釋,其實(shí)都是廢話。
    int *fuck[N];    // *func[n]的類型為int,因此,func[n]的結(jié)果類型為int*,因此,func的類型為數(shù)組,數(shù)組的元素為int的指針
    int (*pfuck)(int x, int y)    // (*pfuck)(a, b)的結(jié)果類型為int,看到(*pfuck),括號內(nèi)出現(xiàn)一元操作符*,此物為求得指針的所指之內(nèi)容,然后,此內(nèi)容還能進(jìn)行函數(shù)調(diào)用,因此可知,pfuck為指針,指向一函數(shù),該函數(shù)的簽名是……。當(dāng)然,表達(dá)式pfuck(a, b)也可以得到相同的結(jié)果,但是,為了強(qiáng)調(diào)pfuck的類型,請堅(jiān)持使用(*pfuck)。
    int* (*pfuck)(int x, int y)    // *(*pfuck)(a, b)的值為int,pfuck的類型自然是函數(shù)指針,函數(shù)簽名是有兩個(gè)int型的參數(shù),其返回值是int*
    int (*func[5])(int *p);    // 毋庸置疑,(*func[i])(int *p)的結(jié)果是int型。它表示先獲取數(shù)組的一個(gè)元素,對元素解引用,進(jìn)而函數(shù)調(diào)用。顯然,func為長度5的數(shù)組,數(shù)組元素是函數(shù)指針,函數(shù)有一int*行的變量,返回值是int型。
    int *(*func())();    // 心里發(fā)麻是不是,要淡定。不管怎么樣,*(*func())()的結(jié)果始終都是int值,是不是?從最外圍上看,*(...)(),此乃一函數(shù)調(diào)用,然后對返回值解引用得到的值為int。我們知道,C語言中,只有兩物可進(jìn)行函數(shù)調(diào)用的操作,或函數(shù),或函數(shù)指針,兩者必居其一。有以上例子分析可知,*(*func)()此乃對函數(shù)指針的函數(shù)調(diào)用結(jié)果求指針值?,F(xiàn)在,又有*(*func())();,括號內(nèi)的*func(),分明就表示func的函數(shù)調(diào)用,此函數(shù)的返回值為指針。結(jié)合最外層的函數(shù)調(diào)用,此返回值指針指向一函數(shù),也就是說,返回值是函數(shù)指針。因此表達(dá)式*(*func())(),涉及到兩個(gè)函數(shù)調(diào)用,它表示內(nèi)層的函數(shù)調(diào)用返回函數(shù)指針,而此函數(shù)指針再調(diào)用一次,其結(jié)果為int*,再用上指針*運(yùn)算符,整個(gè)表達(dá)式的值就為int了。因此,func是一函數(shù),此函數(shù)返回函數(shù)指針,函數(shù)指針指向一個(gè)無參而返回值為int*的函數(shù)。曲折離奇,大功告成。

    好了,該反過來想了,如何從變量的類型來構(gòu)造其定義語句。好比,“fuck指向一個(gè)數(shù)組,其個(gè)數(shù)為5,數(shù)組元素為函數(shù)指針,函數(shù)簽名為帶一個(gè)(int *p)參數(shù),返回結(jié)果是int”。
    先考慮如何使用此變量。既然fuck是數(shù)組指針,那么,*fuck就是返回其所指向的數(shù)組,然后要得到數(shù)組的元素,自然理所當(dāng)然必須用到[]操作符了,因此,就得到,(*fuck)[i]了,注意,千萬切記,必須加括號,否則,*fuck[i]意味著fuck自己本身就是數(shù)組了。自己本身是數(shù)組,和指向數(shù)組,也即,數(shù)組和數(shù)組指針的差別,是相當(dāng)大的,其差別之大就好像整型類型和整形指針類型。然后,必須不能忘記的是,一元操作符*就是取得指針的所指之物。
    好了,總之,對于fuck,我們通過(*fuck)[i]得到數(shù)組元素。既然元素又是函數(shù)指針,進(jìn)而就得到,(*(*fuck)[i])(pa),這個(gè)表達(dá)式的值為int。因此,答案就是,“int (*(*fuck)[5])(int *p);”。
    代碼寫成這樣子,真他媽的賤,盡玩文字游戲,寫的人費(fèi)心,讀的人糊涂。這該死的C語言,shit!
    文章突然長了,打住。不惜對完整的類型進(jìn)行分離,以求得聲明與使用的語法的高度一致性。C語言真是,真是精致得讓人大倒胃口。

    又:有時(shí)候,對于稍微復(fù)雜一點(diǎn)聲明的常用類型,會經(jīng)常出現(xiàn)重復(fù)的聲明語法,特別是在函數(shù)指針的時(shí)候,為了擬補(bǔ)這種缺陷,或者說是痛苦,或者說是對于變量類型的重視,C語言提供了typedef的關(guān)鍵字。用以代表這種聲明與使用的一致性的變量的類型。在前面的例子中看到,聲明語句中的類型,只是說明變量采用這種表達(dá)式時(shí),它的就是這種類型。好比,int *pArray[20],*pArray[i]的值為int型,但pArray卻絕不是int型,為了取得pArray的類型,可借助typedef;具體的使用如下,typedef int* IntArray[20];,然后,IntArray pArray;以定義同樣類型的變量。又好比上例,int *(*func())();這個(gè)函數(shù)聲明好像讓某些人難以理解,用上typedef化簡一下,就可以重點(diǎn)很突出了:
    typedef int* (*FunFuck)();    // FunFuck代表無參返回值是int*的函數(shù)指針類型;
    FunFuck func();    // 作用相當(dāng)于int *(*func())(),但含義更加鮮明。
    可以看到,typedef的用法很簡單,不過是在過去的表達(dá)式的前面加一個(gè)typedef而已。后話,typedef在C++的template中,扮演了非常非常重要的角色,特別是模板元編程MPL中,全部的類型演算全部壓在它身上,其作用之大,簡直是驚天地泣鬼神,沒有了typedef,C++的template不過是普通簡單的泛型編程,有了template對typedef的完善支持,其實(shí)就是在struct/class內(nèi)部中支持typedef語句,就導(dǎo)致了tmp的橫空出現(xiàn),導(dǎo)致C++的template成為威力最恐懼,同時(shí)語法也是最恐懼的泛型語言,沒有之一。

    繼續(xù)補(bǔ)充:加上const。以上對于復(fù)雜聲明的理解,明眼人一看就知道僅僅是從右值的角度入手。要理解const,就必須不可不提到左值了。左值右值是C++中的基本概念,三言兩語也說不清楚。最粗淺的看法,左值指可以被寫入,也就是說能出現(xiàn)于賦值語句的左邊;右值指可讀,只能在賦值表達(dá)式的右邊。當(dāng)然,一般來說,左值往往可以當(dāng)做右值來使用,可寫往往意味著可讀。而const的作用,就是將原本可寫的東西,給整成只讀的了。具體到表達(dá)式來說,就是某些表達(dá)式的值具備左右值,而const就是去掉了它的左值功能。舉例說吧,還是從最簡單說起。
    int a; 表達(dá)式a的結(jié)果是int型,既是左值又是右值;
    const int a;,a返回的結(jié)果是int類型,但是此結(jié)果已不再可寫了,也即是a不能放在賦值語句的左邊了。
    int const a; 可這樣理解,先不理int const,a是一個(gè)變量,既可讀又可寫,const將a整成只讀。int表示const a的結(jié)果類型。雖然,理解上這樣,但對編譯器來說,const int a;和int const a;都一樣,都只是表達(dá)了同樣的意思,a是一個(gè)整型常量。
    const int *p;,*p結(jié)果為int型,加上const后,*p只能讀了,所以,p是整形指針,其所指的內(nèi)容只能讀不能寫,但p本身卻可寫。 int const *p;,則先強(qiáng)調(diào)*p的只讀性,然后再說明*p為int型。其實(shí),這兩種寫法的意思都一樣。
    int *const p;,const 緊挨著p,說明p本身只讀。至于 int *,則表示*p類型為int,可讀寫。因此,p是整形指針,p本身不可寫,但其所指的內(nèi)容卻可讀又可寫。說實(shí)在,不明白這樣的指針變量有什么鬼用,實(shí)際的代碼應(yīng)該用的很少才是。
    為了表達(dá)指針的只讀純潔性的概念,不僅指針本身不能寫,連其指向的內(nèi)容也不可修改,C++終于整出了下面這樣偉大的代碼。int const *const p;或者const int * const p;。C++的這種做法,俗稱致力于解決臆想中的問題,因?yàn)閏onst與指針的組合,實(shí)際上只有指針?biāo)赶虻膬?nèi)容只能讀很有意義,其他的,意義微乎其微。
    可見,原本C的聲明使用一致性的語法,遇上const之后,開始有點(diǎn)混亂了。當(dāng)半路中殺出C++的引用之后,這種語法的一致性在C++中就不復(fù)存在了。C++的很多語言特性,都在不同程度不同角度,深度和廣度上,形式和語義上,給C語法的精致性造成致命的各種各樣的沖擊。以至于,最后C++變成了有史以來很難很復(fù)雜超級變態(tài)恐怖的語言了,沒有之一。

posted on 2013-07-01 15:57 華夏之火 閱讀(2601) 評論(6)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 編程語言雜談

評論

# re: C語言復(fù)雜聲明的本質(zhì)與局限 2013-07-01 19:55 tangzhnju

哈哈,寫得有點(diǎn)意思!C++為了不引入太多關(guān)鍵字,使得很多關(guān)鍵字在不同場景下可能有不同意思,就更復(fù)雜了,哈哈!  回復(fù)  更多評論   

# re: C語言復(fù)雜聲明的本質(zhì)與局限 2013-07-01 21:25 Quon

樓主你該完整的看一下 C專家編程  回復(fù)  更多評論   

# re: C語言復(fù)雜聲明的本質(zhì)與局限 2013-07-02 09:24 永遇樂

寫得很好哦,樓主下功夫了  回復(fù)  更多評論   

# re: C語言復(fù)雜聲明的本質(zhì)與局限 2013-07-02 09:35 華夏之火

@Quon
不采用C專家編程的那一套辦法,自然是故意的。但實(shí)質(zhì)上,兩者的本質(zhì)都是一致的,你應(yīng)該看得出來,因?yàn)槟銘?yīng)該已經(jīng)完整看完了 C專家編程  回復(fù)  更多評論   

# re: C語言復(fù)雜聲明的本質(zhì)與局限 2013-07-02 09:39 華夏之火

@tangzhnju
C++的復(fù)雜是多方面的,但引入更多關(guān)鍵字,估計(jì)將更加復(fù)雜  回復(fù)  更多評論   

# re: C語言復(fù)雜聲明的本質(zhì)與局限 2013-07-02 11:23 陳梓瀚(vczh)

粉絲你好,可以入群31724825  回復(fù)  更多評論   

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