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The right-left rule: Start reading the declaration from the innermost parentheses, go right, and then go left. When you encounter parentheses, the direction should be reversed. Once everything in the parentheses has been parsed, jump out of it. Continue till the whole declaration has been parsed.

 

 

這段英文的翻譯如下：

 

右左法則：首先從最里面的圓括號看起，然后往右看，再往左看。每當遇到圓括號時，就應該掉轉閱讀方向。一旦解析完圓括號里面所有的東西，就跳出圓括號。重復這個過程直到整個聲明解析完畢。

首先看看如下一個聲明：

 

int* ( *( *fun )( int* ) )[10];

 

這是一個會讓初學者感到頭暈目眩、感到恐懼的函數指針聲明。在熟練掌握C/C++的聲明語法之前，不學習一定的規則，想理解好這類復雜聲明是比較困難的。

 

C/C++所有復雜的聲明結構，都是由各種聲明嵌套構成的。如何解讀復雜指針聲明？右左法則是一個很著名、很有效的方法。不過，右左法則其實并不是C/C++標準里面的內容，它是從C/C++標準的聲明規定中歸納出來的方法。C/C++標準的聲明規則，是用來解決如何創建聲明的，而右左法則是用來解決如何辯識一個聲明的，從嵌套的角度看，兩者可以說是一個相反的過程。右左法則的英文原文是這樣說的：

 

The right-left rule: Start reading the declaration from the innermost parentheses, go right, and then go left. When you encounter parentheses, the direction should be reversed. Once everything in the parentheses has been parsed, jump out of it. Continue till the whole declaration has been parsed.

 

 

這段英文的翻譯如下：

 

右左法則：首先從最里面的圓括號看起，然后往右看，再往左看。每當遇到圓括號時，就應該掉轉閱讀方向。一旦解析完圓括號里面所有的東西，就跳出圓括號。重復這個過程直到整個聲明解析完畢。

 

    筆者要對這個法則進行一個小小的修正，應該是從未定義的標識符開始閱讀，而不是從括號讀起，之所以是未定義的標識符，是因為一個聲明里面可能有多個標識符，但未定義的標識符只會有一個。

 

    現在通過一些例子來討論右左法則的應用，先從最簡單的開始，逐步加深：

 

int (*func)(int *p);

 

首先找到那個未定義的標識符，就是func，它的外面有一對圓括號，而且左邊是一個*號，這說明func是一個指針，然后跳出這個圓括號，先看右邊，也是一個圓括號，這說明(*func)是一個函數，而func是一個指向這類函數的指針，就是一個函數指針，這類函數具有int*類型的形參，返回值類型是int。

 

int (*func)(int *p, int (*f)(int*));

 

func被一對括號包含，且左邊有一個*號，說明func是一個指針，跳出括號，右邊也有個括號，那么func是一個指向函數的指針，這類函數具有int *和int (*)(int*)這樣的形參，返回值為int類型。再來看一看func的形參int (*f)(int*)，類似前面的解釋，f也是一個函數指針，指向的函數具有int*類型的形參，返回值為int。

 

int (*func[5])(int *p);

 

func右邊是一個[]運算符，說明func是一個具有5個元素的數組，func的左邊有一個*，說明func的元素是指針，要注意這里的*不是修飾func的，而是修飾func[5]的，原因是[]運算符優先級比*高，func先跟[]結合，因此*修飾的是func[5]。跳出這個括號，看右邊，也是一對圓括號，說明func數組的元素是函數類型的指針，它所指向的函數具有int*類型的形參，返回值類型為int。

 

 

int (*(*func)[5])(int *p);

 

func被一個圓括號包含，左邊又有一個*，那么func是一個指針，跳出括號，右邊是一個[]運算符號，說明func是一個指向數組的指針，現在往左看，左邊有一個*號，說明這個數組的元素是指針，再跳出括號，右邊又有一個括號，說明這個數組的元素是指向函數的指針。總結一下，就是：func是一個指向數組的指針，這個數組的元素是函數指針，這些指針指向具有int*形參，返回值為int類型的函數。

 

int (*(*func)(int *p))[5];

 

func是一個函數指針，這類函數具有int*類型的形參，返回值是指向數組的指針，所指向的數組的元素是具有5個int元素的數組。

 

要注意有些復雜指針聲明是非法的，例如：

 

int func(void) [5];

 

func是一個返回值為具有5個int元素的數組的函數。但C語言的函數返回值不能為數組，這是因為如果允許函數返回值為數組，那么接收這個數組的內容的東西，也必須是一個數組，但C/C++語言的數組名是一個不可修改的左值，它不能直接被另一個數組的內容修改，因此函數返回值不能為數組。

 

int func[5](void);

 

func是一個具有5個元素的數組，這個數組的元素都是函數。這也是非法的，因為數組的元素必須是對象，但函數不是對象，不能作為數組的元素。

 

實際編程當中，需要聲明一個復雜指針時，如果把整個聲明寫成上面所示這些形式，將對可讀性帶來一定的損害，應該用typedef來對聲明逐層分解，增強可讀性。

 

typedef是一種聲明，但它聲明的不是變量，也沒有創建新類型，而是某種類型的別名。typedef有很大的用途，對一個復雜聲明進行分解以增強可讀性是其作用之一。例如對于聲明：

 

int (*(*func)(int *p))[5];

 

可以這樣分解：

 

typedef  int (*PARA)[5];

typedef PARA (*func)(int *);

 

這樣就容易看得多了。

 

typedef的另一個作用，是作為基于對象編程的高層抽象手段。在ADT中，它可以用來在C/C++和現實世界的物件間建立關聯，將這些物件抽象成C/C++的類型系統。在設計ADT的時候，我們常常聲明某個指針的別名，例如：

 

typedef struct node * list;

 

從ADT的角度看，這個聲明是再自然不過的事情，可以用list來定義一個列表。但從C/C++語法的角度來看，它其實是不符合C/C++聲明語法的邏輯的，它暴力地將指針聲明符從指針聲明器中分離出來，這會造成一些異于人們閱讀習慣的現象，考慮下面代碼：

 

const struct node *p1;

typedef struct node *list;

const list p2;

 

p1類型是const struct node*，那么p2呢？如果你以為就是把list簡單“代入”p2，然后得出p2類型也是const struct node*的結果，就大錯特錯了。p2的類型其實是struct node * const p2，那個const限定的是p2，不是node。造成這一奇異現象的原因是指針聲明器被分割，標準中規定：

 

6.7.5.1 Pointer declarators

 

Semantics

 

 If in the declaration ‘‘T D1’’, D1 has the form

 

* type-qualifier-listopt D

 

and the type specified for ident in the declaration ‘‘T D’’ is

 

‘‘derived-declarator-type-list T’’

 

then the type specified for ident is

 

‘‘derived-declarator-type-list type-qualifier-list pointer to T’’

 

For each type qualifier in the list, ident is a so-qualified pointer.

 

指針的聲明器由指針聲明符*、可選的類型限定詞type-qualifier-listopt和標識符D組成，這三者在邏輯上是一個整體，構成一個完整的指針聲明器。這也是多個變量同列定義時指針聲明符必須緊跟標識符的原因，例如：

 

int *p, q, *k;

 

p和k都是指針，但q不是，這是因為*p、*k是一個整體指針聲明器，以表示聲明的是一個指針。編譯器會把指針聲明符左邊的類型包括其限定詞作為指針指向的實體的類型，右邊的限定詞限定被聲明的標識符。但現在typedef struct node *list硬生生把*從整個指針聲明器中分離出來，編譯器找不到*，會認為const list p2中的const是限定p2的，正因如此，p2的類型是node * const而不是const node*。

 

雖然typedef struct node* list不符合聲明語法的邏輯，但基于typedef在ADT中的重要作用以及信息隱藏的要求，我們應該讓用戶這樣使用list A，而不是list *A，因此在ADT的設計中仍應使用上述typedef語法，但需要注意其帶來的不利影響。