C语言复杂声明

关于复杂声明，网上最多下面这种问法：

用变量a给出下面的定义

a) 一个整型数（An integer） 

b)一个指向整型数的指针（ A pointer to an integer） 

c)一个指向指针的的指针，它指向的指针是指向一个整型数（ A pointer to a pointer to an intege）r 

d)一个有10个整型数的数组（ An array of 10 integers） 

e) 一个有10个指针的数组，该指针是指向一个整型数的。（An array of 10 pointers to integers） 

f) 一个指向有10个整型数数组的指针（ A pointer to an array of 10 integers） 

g) 一个指向函数的指针，该函数有一个整型参数并返回一个整型数（A pointer to a function that takes an integer as an argument and returns an integer） 

h)一个有10个指针的数组，该指针指向一个函数，该函数有一个整型参数并返回一个整型数（ An array of ten pointers to functions that take an integer argument and return an integer ） 

 

a) int a; // An integer 

b) int *a; // A pointer to an integer 

c) int **a; // A pointer to a pointer to an integer 

d) int a[10]; // An array of 10 integers 

e) int *a[10]; // An array of 10 pointers to integers 

f) int (*a)[10]; // A pointer to an array of 10 integers 

g) int (*a)(int); // A pointer to a function a that  takes an integer argument and returns an integer 

h) int (*a[10])(int); // An array of 10 pointers to functions  that take an integer argument and return an integer 

 

对上面的答案做一点解释

任何C变量的声明都由两部分组成，类型和标识符。对标识符求值应该返回一个标识符类型的结果。如声明int a; 则对a求值应返回整型int，即表达式a返回整型。延伸一点，对于声明float func(); 则对func()来说，其返回值为float型。再延伸一点，对于声明int *p; 则*p的返回值为int，这里则可以说明p是一个指向int型的指针。清楚这些，对理解复杂声明十分有帮助。

• 对于前面a、b、c、d比较简单，懂一点C语言的都是可以理解的
• 对于int *a[10]，由于下标运算符[]高于指针运算符*，所以a首先与后面的[10]结合，即a是一个有10个元素的数组，每个元素都是一个int * 类型，所以int *a[10]的意思被解释为一个有10个指针的数组，该指针指向整型数据
• 对于int (*a)[10]，由于由于运算符()比运算符[]优先级高，所以*a先结合，即a是一个指针，该指针指向一个数组，这个数组有10个元素，每个元素是一个int型数据
• int (*a)(int);把这种情况与int func(int)对比一下，假如a是指向func的，则*a相当于一个指针解引用，所以很容易推出int (*a)(int)是一个函数指针，所指向的函数需要一个int类型的参数，返回值为int型。对初学者来说，int (*a)(int)与int *a(int)比较容易混乱，前者是一个函数指针，如上面所说的，后者是一个函数，该函数需要一个int类型的参数，返回值为int*，它和(int *) a(int)是同一个意思。
• 对于int (*a[10])();的解释，同样，这是一个有10个元素的数组，每个元素是一个函数指针，所指向的函数返回int型

 

 

下面做一点拓展

拓展1：声明一个函数指针，所指向的函数有2个参数分别为int型和一个函数指针，并且这个函数的返回值也是一个函数指针，作为参数和返回值的这两个函数指针所指向的函数都有两个int型参数，并且返回值也为int型。

我们一步步来分析解决这个问题。

①、由题意可知我们要声明一个函数指针，所指向的函数原型如下：

②、由上面第g点可知，函数指针的原型为int (*a)(int);在这里a是一个实体对象，就好像我们声明int a;一样，a是一个对象，它的类型为int，那么我们如何得到函数指针的类型呢？这里有一个方法，对于函数指针int (*a)(int);，我们要得到这种函数指针类型，只需要把声明中的变量名和声明末尾的分号去掉，再将剩余的部分有一个括号整个“封装起来”（这句话参考《C陷阱与缺陷》），也就是(int (*)(int))，这就是函数指针的类型。根据题目要求，函数参数和返回值的函数指针所指向的函数有两个int型参数，并且返回的也是int型，所以这种函数指针类型可写为：(int (*)(int, int))

③、根据第①点和第②点，我们可以把函数原型整理为如下，设函数名为func

④、第③点仅仅是一个函数原型，但根据题目要求，我们是要声明一个函数指针，这个指针指向第③点所示的函数，设这个函数指针名为pfunc，如下

⑤、第④点写出来的函数指针是根据常规思路得出来的结果，但最终的结果我们要写为

即把第④点的后面部分移到前面，如下示意图

 

 

拓展2：声明一个返回函数指针的函数，该函数指针所指向的函数返回int

有了上面拓展1的分析，这里就简单多了，如下

int (*func())();

拓展3：声明一个返回函数指针的指针的函数，该函数指针所指向的函数返回int

结果如下

int (*(*func()))();

可简化为如下

int (**func())();

拓展4：声明一个返回函数指针的函数，该函数指针所指向的函数返回int的指针

结果如下

int * (*func())();

拓展5：声明一个函数指针，该函数指针所指向的函数返回一个函数指针的指针，返回的这个函数指针所指向的函数返回int，简短一点可以 表达成这样，声明一个返回值为“返回值为int的函数指针的指针”的函数指针

结果如下：

int (*(*(*fun)()))();

可简写为如下：

int (**(*fun)())();

拓展6：声明一个函数指针，该函数指针所指向的函数返回一个函数指针，返回的这个函数指针所指向的函数返回一个int型指针

结果如下：

int * (*(*func)())();

拓展7：声明一个数组指针，该指针指向的数组有10个元素，每个元素又是一个指向有10个整型元素的数组的指针。

结果如下：

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

拓展7：声明一个函数指针，该函数指针所指向的函数返回一个数组指针，该数组指针所指向的数组有10个元素，每个元素都是int型

结果如下：

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

拓展8：声明一个函数指针，该函数指针所指向的函数返回一个数组指针，该数组指针所指向的数组有10个元素，每个元素都是一个指向int型的指针

结果如下：

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

拓展9：声明一个函数指针，该函数指针所指向的函数返回一个数组指针，该数组指针所指向的数组有10个元素，每个元素都是一个函数指针，这些函数指针所指向的函数返回一个int型的指针

int *(*(*(*func)())[10])()

其实到拓展9我也不知道了

 

 

 

 

 

声明了这么复杂的声明，那到底这些声明应该怎么用呢？之前在一本经典书籍看到一句话，忘了是哪一本，C的调用和它的声明是一样的。看到这句话，想必是海阔天空了，我们来举一些例子证实一下这个说法。

举例之前，先要了解一个概念，左值和右值。

简单地说，左值就是在等号左边，右值在等号右边，左值对应一个内存空间，而右值仅仅是作为一个值，如

int a;

int b;

a = 5;

b = a;

a = 5;这个表达式中a就是左值，a就要占用一定的内存空间，5就是右值，把右值赋值给a所在的空间。

b = a;这个表达式中a就是右值，而b是左值，把a的值赋值给b所在的内存空间。

继续上面的证实，先从最简单的说起，如对于声明char a;我们要调用a是不是直接使用a就行了，比如用a作为左值来赋值。复杂一点，如下

       float f1, f2;

float *p;

p = &f1;

f2 = *p;//此处调用p所指向的单元的值正如它声明的形式一样

再复杂一点，如下

int add(int a, int b)

{

……

}

int mul(int a, int b)

{

……

}

int main( void )

{

       int (*padd)(int,int);

       int (*pmul)(int, int);

       int a;

       int b;

       padd = add;

       pmul = mul;

       if( (*padd)(a, b) > (*pmul)(a, b) )//此处对函数声明的调用正如它声明中的形式一样

{

       ……

}

       return 0;

}

 

经过上面这么多例子，我们就可知道复杂声明的调用也太简单了，不过前提是你要能写出这个声明。

 

 

 

最后，以一个例子来结束本文。

我们知道怎么声明了，知道怎么调用了，但是我们知道这些复杂声明什么时候用吗？用在哪里呢？其实这些东西要做项目多，多参考牛人的程序才能融会贯通吧！下面举一个会用到的例子。玩过进程间通信的编程人员都知道进程间信号通信的方式。这种方式有一个信号处理函数。该函数的原型如下：

void (*signal(int signum, void (*)(int)))(int);

看起来挺复杂的，我们把它裁剪一下，先去掉参数

void (*signal())();

这就一目了然了，和上面的拓展4有点类似，这是一个函数，函数名为signal，函数的参数为一个整型int signum和一个函数指针类型void (*)(int)，函数的返回值是一个函数指针类型void (*)(int)，这个函数指针所指向的函数有一个参数int，返回值为void

C语言提供typedef可以简化上面的函数声明

typedef void (*HANDLER)(int)

HANDLER signal(int, HANDLER);

对于typedef void (*HANDLER)(int)，可以这样理解在以后使用HANDLER的地方，相当于一个函数指针类型void (*)(int)

那么如何使用这个函数呢？如下

void signal_func( int signum )

{

……

}

 

int main( void )

{

       ……

       signal(SIGQUIT, signal_func);

       return 0;

}

 

对于上面main函数里面signal函数的调用，不是说调用和它的声明形式一样吗？为什么不是呢？注意这里signal是一个函数，不是一个指针，调用这个函数但忽略它的返回值。

 

 

参考文献：

1、《C陷阱与缺陷》

2、《C和指针》