在進(jìn)行靜態(tài)強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言的設(shè)計(jì)過(guò)程中，是一定需要提供一種語(yǔ)法實(shí)現(xiàn)變量和類(lèi)型的關(guān)聯(lián)。這種語(yǔ)法一般稱(chēng)之為 “聲明” 或者 “定義”。
如果用一種人類(lèi)易讀的方式進(jìn)行表達(dá)，可以寫(xiě)作 define variable_name as type_name。沒(méi)有錯(cuò)，你看到的這種形式類(lèi)似于VB當(dāng)中 Dim As的方法。在語(yǔ)法分析的過(guò)程中，這種方法的好處很明顯。define 作為提示字，意味著一個(gè)聲明或者定義的開(kāi)始，as 則代表后續(xù)的Tokens都是用于一個(gè)類(lèi)型的，這樣關(guān)鍵字可以很顯著的將語(yǔ)義區(qū)分開(kāi)。
但是這種寫(xiě)法并不方便。C 一類(lèi)的語(yǔ)言，都選用一種 prefix declaration specifier 的方式，也就是我們常常見(jiàn)到的：type_name variable_name 這樣的形式。舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，int i;。如果有類(lèi)型修飾，可以作為一個(gè)基本類(lèi)型的前綴或者后綴出現(xiàn)。例如const int i; 或者 int const i; 至于修飾含義是左綁定還是右綁定，這個(gè)需要取決于語(yǔ)言本身的設(shè)計(jì)。
如果事情是這個(gè)樣子的話(huà)，也就沒(méi)什么好說(shuō)的了。但是在C語(yǔ)言里面，有兩個(gè)例外：函數(shù)和數(shù)組。例如，在C里面定義一個(gè)數(shù)組，寫(xiě)作：const int array[expr]; 這種寫(xiě)法既不是前綴寫(xiě)法，也不是后綴寫(xiě)法。類(lèi)型被變量?jī)煞至恕Ｈ绻麅H僅是一個(gè)數(shù)組定義，那也好辦，當(dāng)做特殊情況處理就好了。
但是有時(shí)候我們的數(shù)組元素會(huì)變得非常復(fù)雜。 舉個(gè)例子，( struct {...} const [ constant ] identifier ( params... ) ) [ expr ]。你能理解這樣一個(gè)復(fù)雜的定義其實(shí)是一個(gè)函數(shù)的數(shù)組么？不僅僅是你不能，我想在撰寫(xiě)語(yǔ)法規(guī)則的時(shí)候，又困難，又不合邏輯。
在C的EBNF中，這個(gè)問(wèn)題解決起來(lái)也很復(fù)雜。
在這里，我們簡(jiǎn)化一下C的語(yǔ)法，不考慮C的指針，不考慮變量初始化，不考慮類(lèi)型修飾符，也不考慮一個(gè)類(lèi)型定義多個(gè)變量的情況。
這就意味著你只能寫(xiě) int i; int j; j = 0; 而不能寫(xiě) int i, j = 0;
declaration ::= declaration_specifier declarator
declarator ::= identifier
| delcarator '[' expr ']'
| declarator '(' parameters_declaration_list ')'
| '(' declarator ')'
那么我問(wèn)你，declarator是個(gè)什么東西。變量名？不是。函數(shù)聲明？也不是。數(shù)組？也不是。declaration_specifier呢？變量類(lèi)型？是。數(shù)組元素類(lèi)型？是。函數(shù)返回值類(lèi)型？也是。顯然這樣一個(gè)語(yǔ)法要素具備了太多的語(yǔ)義。更重要的是，沒(méi)到最后，你是沒(méi)法確定declaration_specifier究竟是一個(gè)什么含義，identifier所代表的，究竟是個(gè)什么東西。顯然只有在聲明匹配完成之后，還需要進(jìn)行復(fù)雜的推導(dǎo)過(guò)程，才能確定變量的嵌套結(jié)構(gòu)。
這個(gè)問(wèn)題還導(dǎo)致了C語(yǔ)言里面的這么一個(gè)特性：那就是很出名的指針?lè)?hào)*的變量綁定性質(zhì)。在C語(yǔ)言中，*，[]，() 操作符并沒(méi)有理解為對(duì)類(lèi)型的修飾，而是理解為對(duì)變量的修飾。這就讓我們必須要這么寫(xiě)： int m[expr], n[expr]; int m( int, int ), n( int, float );
而對(duì)變量，寫(xiě)法就成了： int x, y; 這導(dǎo)致了同樣的寫(xiě)法兩者在語(yǔ)義上的不一致性。這也是為什么新手云里霧里的根本原因了。按照普通變量的規(guī)矩，函數(shù)應(yīng)該寫(xiě)成 int (x, y) (int);這樣的結(jié)構(gòu)。好吧，這樣還挑戰(zhàn)不倒你。但是如果我更復(fù)雜一點(diǎn)，加上初始化呢？就變成了 int ( x = p0, y ) (int) 這樣的結(jié)構(gòu)，呃。
為什么C會(huì)這么做？難道完全的前置類(lèi)型會(huì)讓語(yǔ)法分析工作變難么？很顯然不會(huì)。雖然C語(yǔ)言如此聲明的出發(fā)點(diǎn)不可考，但是想讓普通類(lèi)型和數(shù)組聲明維持同樣的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)是很簡(jiǎn)單的事情，C#就給了一個(gè)很好的答案。在C#中，變量是如此聲明的：
declaration ::= declaration_specifier declarator
declaration_specifier ::= function_specifier | array_specifier | identifier
| '(' declaration_specifier ')'
function_specifier ::= declaration_specifier '(' parameter_declaration_list ')'
array_specifier ::= declaration_specifier '[' expression_list ']'
這樣，declaration_specifier完全就變成了類(lèi)型，而declarator部分就和類(lèi)型脫鉤了。在這種聲明方式中，我們就這么定義一個(gè)變量 int [] x, y, z; OK，這樣大家就理解了，x,y,z都是一個(gè)數(shù)組。而不會(huì)造成C語(yǔ)言當(dāng)中的誤解。
最后討論一下類(lèi)型修飾的問(wèn)題。這里只討論單一類(lèi)型的類(lèi)型修飾，下面我們會(huì)看到，復(fù)合類(lèi)型其實(shí)也是一樣的。我們將類(lèi)型聲明和表達(dá)式進(jìn)行類(lèi)比，就可以將類(lèi)型理解為變量，類(lèi)型修飾理解為單目操作符。
const type <==類(lèi)比==> ~var
const就相當(dāng)于按位取反操作符~，type就相當(dāng)于var。const type這個(gè)表達(dá)式的結(jié)果就是一個(gè)常量化的type。那么，我們可以更廣泛的將聲明理解成 type_expression variable_name 這樣的形式。type_expression在語(yǔ)義分析的時(shí)候進(jìn)行類(lèi)型演算得出結(jié)果，variable_name則利用類(lèi)型表達(dá)式獲得真正的類(lèi)型，并實(shí)例化。下面我們寫(xiě)出type_expression的演算語(yǔ)法：
type_expression ::= type_identifier
| type_op type_expression /* prefix style */
| type_expression type_op /* postfix style */
type_op ::= type_qualifier
當(dāng)然，對(duì)于 const int volatile 這樣的聲明，這個(gè)表達(dá)式還有二義性。這個(gè)二義性可以通過(guò)一定的方法消除，這一點(diǎn)一般的編譯原理教材都有詳細(xì)的討論。并且，我們完全可以將()和[]也納入到type_operator中，這兩個(gè)操作一個(gè)可以構(gòu)造出函數(shù)類(lèi)型，一個(gè)構(gòu)造出數(shù)組類(lèi)型來(lái)，這樣類(lèi)型問(wèn)題就得到了一個(gè)遞歸一致的解決。
當(dāng)然，更重要的是，我將type_expression variable_name這樣的聲明式變成typedef type_expression variable_name呢？
哈哈。
最后嚴(yán)重感謝一下VCZH，因?yàn)檫@小子吃了足夠的shit，我就可以不用繼續(xù)吃shit了。正所謂前人栽樹(shù)后人乘涼。