C語言指標詳解（一）

如何理解c和c ++的複雜型別宣告曾經碰到過讓你迷惑不解、類似於int * (* (*fp1) (int) ) [10];這樣的變數宣告嗎？本文將由易到難，一步一步教會你如何理解這種複雜的C/C++宣告。 

　　我們將從每天都能碰到的較簡單的宣告入手，然後逐步加入const修飾符和typedef，還有函式指標，最後介紹一個能夠讓你準確地理解任何C/C++宣告的“右左法則”。 

　　需要強調一下的是，複雜的C/C++宣告並不是好的程式設計風格；我這裡僅僅是教你如何去理解這些宣告。注意：為了保證能夠在同一行上顯示程式碼和相關注釋，本文最好在至少1024x768解析度的顯示器上閱讀。 
讓我們從一個非常簡單的例子開始，如下：
 

int n;

這個應該被理解為“declare n as an int”（n是一個int型的變數）。接下去來看一下指標變數，如下： 
 

int *p;

這個應該被理解為“declare p as an int *”（p是一個int *型的變數），或者說p是一個指向一個int型變數的指標。我想在這裡展開討論一下：我覺得在宣告一個指標（或引用）型別的變數時，最好將*（或&）寫在緊靠變數之前，而不是緊跟基本型別之後。這樣可以避免一些理解上的誤區，比如： 
再來看一個指標的指標的例子： 
 

char **argv;

理論上，對於指標的級數沒有限制，你可以定義一個浮點型別變數的指標的指標的指標的指標，再來看如下的宣告： 
 

int RollNum[30][4]; 
int (*p)[4]=RollNum; 
int *q[5];

這裡，p被宣告為一個指向一個4元素（int型別）陣列的指標，而q被宣告為一個包含5個元素（int型別的指標）的陣列。另外，我們還可以在同一個宣告中混合實用*和&，如下： 
 

int **p1; 
// p1 is a pointer  to a pointer  to an int. 
int *&p2; 
// p2 is a reference to a pointer  to an int. 
int &*p3; 
// ERROR: Pointer  to a reference is illegal. 
int &&p4;
// ERROR: Reference to a reference is illegal.

注：p1是一個int型別的指標的指標；p2是一個int型別的指標的引用；p3是一個int型別引用的指標（不合法！）；p4是一個int型別引用的引用（不合法！）。 

const修飾符 

當你想阻止一個變數被改變，可能會用到const關鍵字。在你給一個變數加上const修飾符的同時，通常需要對它進行初始化，因為以後的任何時候你將沒有機會再去改變它。例如： 
 

const int n=5; 
int const m=10;

上述兩個變數n和m其實是同一種型別的——都是const int（整形恆量）。因為C++標準規定，const關鍵字放在型別或變數名之前等價的。我個人更喜歡第一種宣告方式，因為它更突出了const修飾符的作用。當const與指標一起使用時，容易讓人感到迷惑。例如，我們來看一下下面的p和q的宣告： 
 

const int *p; 
int const *q;

他們當中哪一個代表const int型別的指標（const直接修飾int），哪一個代表int型別的const指標（const直接修飾指標）？實際上，p和q都被宣告為const int型別的指標。而int型別的const指標應該這樣宣告： 

 

int * const r= &n;
// n has been declared as an int

這裡，p和q都是指向const int型別的指標，也就是說，你在以後的程式裡不能改變*p的值。而r是一個const指標，它在宣告的時候被初始化指向變數n（即r=&n;）之後，r的值將不再允許被改變（但*r的值可以改變）。 

組合上述兩種const修飾的情況，我們來宣告一個指向const int型別的const指標，如下： 
 

const int * const p=&n 
// n has been declared as const int

下面給出的一些關於const的宣告，將幫助你徹底理清const的用法。不過請注意，下面的一些宣告是不能被編譯通過的，因為他們需要在宣告的同時進行初始化。為了簡潔起見，我忽略了初始化部分；因為加入初始化程式碼的話，下面每個宣告都將增加兩行程式碼。 
 

char ** p1; 
//    pointer to    pointer to    char 
const char **p2;
//    pointer to    pointer to const char 
char * const * p3;
//    pointer to const pointer to    char 
const char * const * p4;
//    pointer to const pointer to const char 
char ** const p5;
// const pointer to    pointer to    char 
const char ** const p6;
// const pointer to    pointer to const char 
char * const * const p7;
// const pointer to const pointer to    char 
const char * const * const p8;
// const pointer to const pointer to const char

注：p1是指向char型別的指標的指標；p2是指向const char型別的指標的指標；p3是指向char型別的const指標；p4是指向const char型別的const指標；p5是指向char型別的指標的const指標；p6是指向const char型別的指標的const指標；p7是指向char型別const指標的const指標；p8是指向const char型別的const指標的const指標。 

typedef的妙用 

typedef給你一種方式來克服“*只適合於變數而不適合於型別”的弊端。你可以如下使用typedef： 
 

typedef char * PCHAR; 
PCHAR p,q;

這裡的p和q都被宣告為指標。（如果不使用typedef，q將被宣告為一個char變數，這跟我們的第一眼感覺不太一致！）下面有一些使用typedef的宣告，並且給出瞭解釋： 
 

typedef char * a;
// a is a pointer to a char 

typedef a b();
// b is a function that returns 
// a pointer to a char 

typedef b *c;
// c is a pointer to a function 
// that returns a pointer to a char 

typedef c d();
// d is a function returning 
// a pointer to a function 
// that returns a pointer to a char 

typedef d *e;
// e is a pointer to a function 
// returning a pointer to a 
// function that returns a 
// pointer to a char 

e var[10];
// var is an array of 10 pointers to 
// functions returning pointers to 
// functions returning pointers to chars.

typedef經常用在一個結構宣告之前，如下。這樣，當建立結構變數的時候，允許你不使用關鍵字struct（在C中，建立結構變數時要求使用struct關鍵字，如struct tagPOINT a；而在C++中，struct可以忽略，如tagPOINT b）。 
 

typedef struct tagPOINT 
{ 
  int x; 
  int y; 
}POINT; 

POINT p; /* Valid C code */

函式指標

函式指標可能是最容易引起理解上的困惑的宣告。函式指標在DOS時代寫TSR程式時用得最多；在Win32和X-Windows時代，他們被用在需要回撥函式的場合。當然，還有其它很多地方需要用到函式指標：虛擬函式表，STL中的一些模板，Win NT/2K/XP系統服務等。讓我們來看一個函式指標的簡單例子：




 

int (*p)(char);

這裡p被宣告為一個函式指標，這個函式帶一個char型別的引數，並且有一個int型別的返回值。另外，帶有兩個float型別引數、返回值是char型別的指標的指標的函式指標可以宣告如下： 
 

char ** (*p)(float, float);

那麼，帶兩個char型別的const指標引數、無返回值的函式指標又該如何宣告呢？參考如下： 
 

void * (*a[5])(char * const, char * const);

“右左法則”是一個簡單的法則，但能讓你準確理解所有的宣告。這個法則運用如下：從最內部的括號開始閱讀宣告，向右看，然後向左看。當你碰到一個括號時就調轉閱讀的方向。括號內的所有內容都分析完畢就跳出括號的範圍。這樣繼續，直到整個宣告都被分析完畢。 

對上述“右左法則”做一個小小的修正：當你第一次開始閱讀宣告的時候，你必須從變數名開始，而不是從最內部的括號。 

下面結合例子來演示一下“右左法則”的使用。 
 

int * (* (*fp1) (int) ) [10];

閱讀步驟： 

1. 從變數名開始——fp1 

2. 往右看，什麼也沒有，碰到了)，因此往左看，碰到一個*——一個指標 

3. 跳出括號，碰到了(int)——一個帶一個int引數的函式 

4. 向左看，發現一個*——（函式）返回一個指標 

5. 跳出括號，向右看，碰到[10]——一個10元素的陣列 

6. 向左看，發現一個*——指標 

7. 向左看，發現int——int型別 

總結：fp1被宣告成為一個函式的指標,該函式返回指向指標陣列的指標. 

再來看一個例子： 
 

int *( *( *arr[5])())();

閱讀步驟： 

1. 從變數名開始——arr 

2. 往右看，發現是一個陣列——一個5元素的陣列 

3. 向左看，發現一個*——指標 

4. 跳出括號，向右看，發現()——不帶引數的函式 

5. 向左看，碰到*——（函式）返回一個指標 

6. 跳出括號，向右發現()——不帶引數的函式 

7. 向左，發現*——（函式）返回一個指標 

8. 繼續向左，發現int——int型別 

還有更多的例子： 
 

float ( * ( *b()) [] )();
// b is a function that returns a 
// pointer to an array of pointers 
// to functions returning floats. 
void * ( *c) ( char, int (*)());
// c is a pointer to a function that takes 
// two parameters: 
// a char and a pointer to a 
// function that takes no 
// parameters and returns 
// an int 
// and returns a pointer to void. 
void ** (*d) (int &, 
char **(*)(char *, char **));
// d is a pointer to a function that takes 
// two parameters: 
// a reference to an int and a pointer 
// to a function that takes two parameters: 
// a pointer to a char and a pointer 
// to a pointer to a char 
// and returns a pointer to a pointer 
// to a char 
// and returns a pointer to a pointer to void 
float ( * ( * e[10]) 
  (int &) ) [5];
// e is an array of 10 pointers to 
// functions that take a single 
// reference to an int as an argument 
// and return pointers to 
// an array of 5 floats.