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            huaxiazhihuo

             

            C語言復雜聲明的本質與局限

                先簡單回顧一下C語言的獨有的變量聲明方式。自詡使用C語言多年,卻一直對于C的復雜的變量聲明方式頭皮發麻,直到看到VCZH大神前不久的大作,才恍然大悟。慚愧,因此下面的內容頗有拾人牙慧之嫌,但為了引出后面一系列關于語言的隨筆,也沒辦法了,本文的榮譽都歸于vczh大神。就從最簡單的說起。
                int a;    // 說明表達式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,表達式array[n]的值為int型,array是int數組,是否廢話的味道少了一點?
                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,表達式fun(a,b)的值為int型,fun則是函數,其函數簽名是……
                通過前面例子,說明一個道理,可以從另外一個角度來理解C變量的類型聲明,先確定整個表達式的結果值的類型,再考察變量本身的類型。就好比以上幾個例子,a(單獨一個變量都是表達式), array[n], *pA, fun(a,b)這些表達式都是int型,定義變量的語句的類型,其實就是為了說明這個語句的變量的整個表達式的結果的值的類型。
                好了,請深呼吸,開始重口味了,下面的注釋,其實都是廢話。
                int *fuck[N];    // *func[n]的類型為int,因此,func[n]的結果類型為int*,因此,func的類型為數組,數組的元素為int的指針
                int (*pfuck)(int x, int y)    // (*pfuck)(a, b)的結果類型為int,看到(*pfuck),括號內出現一元操作符*,此物為求得指針的所指之內容,然后,此內容還能進行函數調用,因此可知,pfuck為指針,指向一函數,該函數的簽名是……。當然,表達式pfuck(a, b)也可以得到相同的結果,但是,為了強調pfuck的類型,請堅持使用(*pfuck)。
                int* (*pfuck)(int x, int y)    // *(*pfuck)(a, b)的值為int,pfuck的類型自然是函數指針,函數簽名是有兩個int型的參數,其返回值是int*
                int (*func[5])(int *p);    // 毋庸置疑,(*func[i])(int *p)的結果是int型。它表示先獲取數組的一個元素,對元素解引用,進而函數調用。顯然,func為長度5的數組,數組元素是函數指針,函數有一int*行的變量,返回值是int型。
                int *(*func())();    // 心里發麻是不是,要淡定。不管怎么樣,*(*func())()的結果始終都是int值,是不是?從最外圍上看,*(...)(),此乃一函數調用,然后對返回值解引用得到的值為int。我們知道,C語言中,只有兩物可進行函數調用的操作,或函數,或函數指針,兩者必居其一。有以上例子分析可知,*(*func)()此乃對函數指針的函數調用結果求指針值。現在,又有*(*func())();,括號內的*func(),分明就表示func的函數調用,此函數的返回值為指針。結合最外層的函數調用,此返回值指針指向一函數,也就是說,返回值是函數指針。因此表達式*(*func())(),涉及到兩個函數調用,它表示內層的函數調用返回函數指針,而此函數指針再調用一次,其結果為int*,再用上指針*運算符,整個表達式的值就為int了。因此,func是一函數,此函數返回函數指針,函數指針指向一個無參而返回值為int*的函數。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造其定義語句。好比,“fuck指向一個數組,其個數為5,數組元素為函數指針,函數簽名為帶一個(int *p)參數,返回結果是int”。
                先考慮如何使用此變量。既然fuck是數組指針,那么,*fuck就是返回其所指向的數組,然后要得到數組的元素,自然理所當然必須用到[]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自己本身就是數組了。自己本身是數組,和指向數組,也即,數組和數組指針的差別,是相當大的,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]得到數組元素。既然元素又是函數指針,進而就得到,(*(*fuck)[i])(pa),這個表達式的值為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:有時候,對于稍微復雜一點聲明的常用類型,會經常出現重復的聲明語法,特別是在函數指針的時候,為了擬補這種缺陷,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式時,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())();這個函數聲明好像讓某些人難以理解,用上typedef化簡一下,就可以重點很突出了:
                typedef int* (*FunFuck)();    // FunFuck代表無參返回值是int*的函數指針類型;
                FunFuck func();    // 作用相當于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式的前面加一個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,其實就是在struct/class內部中支持typedef語句,就導致了tmp的橫空出現,導致C++的template成為威力最恐懼,同時語法也是最恐懼的泛型語言,沒有之一。

                繼續補充:加上const。以上對于復雜聲明的理解,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,也就是說能出現于賦值語句的左邊;右值指可讀,只能在賦值表達式的右邊。當然,一般來說,左值往往可以當做右值來使用,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。具體到表達式來說,就是某些表達式的值具備左右值,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; 表達式a的結果是int型,既是左值又是右值;
                const int a;,a返回的結果是int類型,但是此結果已不再可寫了,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是一個變量,既可讀又可寫,const將a整成只讀。int表示const a的結果類型。雖然,理解上這樣,但對編譯器來說,const int a;和int const a;都一樣,都只是表達了同樣的意思,a是一個整型常量。
                const int *p;,*p結果為int型,加上const后,*p只能讀了,所以,p是整形指針,其所指的內容只能讀不能寫,但p本身卻可寫。 int const *p;,則先強調*p的只讀性,然后再說明*p為int型。其實,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,但其所指的內容卻可讀又可寫。說實在,不明白這樣的指針變量有什么鬼用,實際的代碼應該用的很少才是。
                為了表達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,因為const與指針的組合,實際上只有指針所指向的內容只能讀很有意義,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,開始有點混亂了。當半路中殺出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雜超級變態恐怖的語言了,沒有之一。

            posted on 2013-07-01 15:57 華夏之火 閱讀(2578) 評論(6)  編輯 收藏 引用 所屬分類: 編程語言雜談

            評論

            # re: C語言復雜聲明的本質與局限 2013-07-01 19:55 tangzhnju

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

            # re: C語言復雜聲明的本質與局限 2013-07-01 21:25 Quon

            樓主你該完整的看一下 C專家編程  回復  更多評論   

            # re: C語言復雜聲明的本質與局限 2013-07-02 09:24 永遇樂

            寫得很好哦,樓主下功夫了  回復  更多評論   

            # re: C語言復雜聲明的本質與局限 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。但實質上,兩者的本質都是一致的,你應該看得出來,因為你應該已經完整看完了 C專家編程  回復  更多評論   

            # re: C語言復雜聲明的本質與局限 2013-07-02 09:39 華夏之火

            @tangzhnju
            C++的復雜是多方面的,但引入更多關鍵字,估計將更加復雜  回復  更多評論   

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

            粉絲你好,可以入群31724825  回復  更多評論   

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