理解CC++的复杂类型声明.docx
《理解CC++的复杂类型声明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《理解CC++的复杂类型声明.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
理解CC++的复杂类型声明
理解C/C++的复杂类型声明
我们将从每天都能碰到的较简单的声明入手，然后逐步加入const修饰符和typedef，还有函数指针，最后介绍一个能够让你准确地理解任何C/C++声明的“右左法则”。
需要强调一下的是，复杂的C/C++声明并不是好的编程风格；我这里仅仅是教你如何去理解这些声明。
让我们从一个非常简单的例子开始，如下：
intn;
这个应该被理解为“declarenasanint”（n是一个int型的变量）。
接下去来看一下指针变量，如下：
int*p;
这个应该被理解为“declarepasanint*”（p是一个int*型的变量），或者说p是一个指向一个int型变量的指针。
我想在这里展开讨论一下：
我觉得在声明一个指针（或引用）类型的变量时，最好将*（或&）写在紧靠变量之前，而不是紧跟基本类型之后。
这样可以避免一些理解上的误区，比如：
再来看一个指针的指针的例子：
char**argv;
理论上，对于指针的级数没有限制，你可以定义一个浮点类型变量的指针的指针的指针的指针，再来看如下的声明：
intRollNum[30][4];
int（*p）[4]=RollNum;
int*q[5];
这里，p被声明为一个指向一个4元素（int类型）数组的指针，而q被声明为一个包含5个元素（int类型的指针）的数组。
另外，我们还可以在同一个声明中混合实用*和&，如下：
int**p1;
//p1isapointertoapointertoanint.
int*&p2;
//p2isareferencetoapointertoanint.
int&*p3;
//ERROR:
Pointertoareferenceisillegal.
int&&p4;
//ERROR:
Referencetoareferenceisillegal.
注：
p1是一个int类型的指针的指针；p2是一个int类型的指针的引用；p3是一个int类型引用的指针（不合法！
）；p4是一个int类型引用的引用（不合法！
）。
const修饰符与指针
当你想阻止一个变量被改变，可能会用到const关键字。
在你给一个变量加上const修饰符的同时，通常需要对它进行初始化，因为以后的任何时候你将没有机会再去改变它。
例如：
constintn=5;
intconstm=10;
上述两个变量n和m其实是同一种类型的——都是const
int（整形恒量）。
因为C++标准规定，const关键字放在类型或变量名之前等价的。
我个人更喜欢第一种声明方式，因为它更突出了const修饰符的作用。
当const与指针一起使用时，容易让人感到迷惑。
例如，我们来看一下下面的p和q的声明：
constint*p;
intconst*q;
他们当中哪一个代表constint类型的指针（const直接修饰int），哪一个代表int类型的const指针（const直接修饰指针）？
实际上，p和q都被声明为const
int类型的指针。
而int类型的const指针应该这样声明：
int*constr=&n;
//nhasbeendeclaredasanint
这里，p和q都是指向constint类型的指针，也就是说，你在以后的程序里不能改变*p的值。
而r是一个const指针，它在声明的时候被初始化指向变量n（即r=&n;）之后，r的值将不再允许被改变（但*r的值可以改变）。
组合上述两种const修饰的情况，我们来声明一个指向constint类型的const指针，如下：
constint*constp=&n
//nhasbeendeclaredasconstint
下面给出的一些关于const的声明，将帮助你彻底理清const的用法。
不过请注意，下面的一些声明是不能被编译通过的，因为他们需要在声明的同时进行初始化。
为了简洁起见，我忽略了初始化部分；因为加入初始化代码的话，下面每个声明都将增加两行代码。
char**p1;
// pointerto pointerto char
constchar**p2;
// pointerto pointertoconstchar
char*const*p3;
// pointertoconstpointerto char
constchar*const*p4;
// pointertoconstpointertoconstchar
char**constp5;
//constpointerto pointerto char
constchar**constp6;
//constpointerto pointertoconstchar
char*const*constp7;
//constpointertoconstpointerto char
constchar*const*constp8;
//constpointertoconstpointertoconstchar
注：
p1是指向char类型的指针的指针；p2是指向constchar类型的指针的指针；p3是指向char类型的const指针；p4是指向constchar类型的const指针；p5是指向char类型的指针的const指针；p6是指向constchar类型的指针的const指针；p7是指向char类型const指针的const指针；p8是指向constchar类型的const指针的const指针。
Typedef在指针方面的妙用
typedef给你一种方式来克服“*只适合于变量而不适合于类型”的弊端。
你可以如下使用typedef：
typedefchar*PCHAR;
PCHARp,q;
这里的p和q都被声明为指针。
（如果不使用typedef，q将被声明为一个char变量，这跟我们的第一眼感觉不太一致！
）下面有一些使用typedef的声明，并且给出了解释：
typedefchar*a;
//aisapointertoachar
typedefab（）;即（typedefchar*b（））
//bisafunctionthatreturns
//apointertoachar
typedefb*c;
//cisapointertoafunction
//thatreturnsapointertoachar
typedefcd（）;
//disafunctionreturning
//apointertoafunction
//thatreturnsapointertoachar
typedefd*e;
//eisapointertoafunction
//returningapointertoa
//functionthatreturnsa
//pointertoachar
evar[10];
//varisanarrayof10pointersto
//functionsreturningpointersto
//functionsreturningpointerstochars.
函数指针
函数指针可能是最容易引起理解上的困惑的声明。
函数指针在DOS时代写TSR程序时用得最多；在Win32和X-Windows时代，他们被用在需要回调函数的场合。
当然，还有其它很多地方需要用到函数指针：
虚函数表，STL中的一些模板，Win
NT/2K/XP系统服务等。
让我们来看一个函数指针的简单例子：
int（*p）（char）;
这里p被声明为一个函数指针，这个函数带一个char类型的参数，并且有一个int类型的返回值。
另外，带有两个float类型参数、返回值是char类型的指针的指针的函数指针可以声明如下：
char**（*p）（float,float）;
那么，带两个char类型的const指针参数、无返回值的函数指针又该如何声明呢？
参考如下：
void*（*a[5]）（char*const,char*const）;
“右左法则”是一个简单的法则，但能让你准确理解所有的声明。
这个法则运用如下：
从最内部的括号开始阅读声明，向右看，然后向左看。
当你碰到一个括号时就调转阅读的方向。
括号内的所有内容都分析完毕就跳出括号的范围。
这样继续，直到整个声明都被分析完毕。
对上述“右左法则”做一个小小的修正：
当你第一次开始阅读声明的时候，你必须从变量名开始，而不是从最内部的括号。
下面结合例子来演示一下“右左法则”的使用。
int*（*（*fp1）（int））[10];
阅读步骤：
1.从变量名开始——fp1
2.往右看，什么也没有，碰到了），因此往左看，碰到一个*——一个指针
3.跳出括号，碰到了（int）——一个带一个int参数的函数
4.向左看，发现一个*——（函数）返回一个指针
5.跳出括号，向右看，碰到[10]——一个10元素的数组
6.向左看，发现一个*——指针
7.向左看，发现int——int类型
总结：
fp1被声明成为一个函数的指针,该函数返回指向指针数组的指针.
再来看一个例子：
int*（*（*arr[5]）（））（）;
阅读步骤：
1.从变量名开始——arr
2.往右看，发现是一个数组——一个5元素的数组
3.向左看，发现一个*——指针
4.跳出括号，向右看，发现（）——不带参数的函数
5.向左看，碰到*——（函数）返回一个指针
6.跳出括号，向右发现（）——不带参数的函数
7.向左，发现*——（函数）返回一个指针
8.继续向左，发现int——int类型
还有更多的例子：
float（*（*b（））[]）（）;
//bisafunctionthatreturnsa
//pointertoanarrayofpointers
//tofunctionsreturningfloats.
void*（*c）（char,int（*）（））;
//cisapointertoafunctionthattakes
//twoparameters:
//acharandapointertoa
//functionthattakesno
//parametersandreturns
//anint
//andreturnsapointertovoid.
void**（*d）（int&,
char**（*）（char*,char**））;
//disapointertoafunctionthattakes
//twoparameters:
//areferencetoanintandapointer
//toafunctionthattakestwoparameters:
//apointertoacharandapointer
//toapointertoachar
//andreturnsapointertoapointer
//toachar
//andreturnsapointertoapointertovoid
float（*（*e[10]）
（int&））[5];
//eisanarrayof10pointersto
//functionsthattakeasingle
//referencetoanintasanargument
//andreturnpointersto
//anarrayof5floats.
指针四要素
指针的类型
从语法的角度看，你只要把指针声明语句里的指针名字去掉，剩下的部分就是这个指针的类型。
这是指针本身所具有的类型。
让我们看看例一中各个指针的类型：
（1）int*ptr;//指针的类型是int*
（2）char*ptr;//指针的类型是char*
（3）int**ptr;//指针的类型是int**
（4）int（*ptr）[3];//指针的类型是int（*）[3]
（5）int*（*ptr）[4];//指针的类型是int*（*）[4]
怎么样？
找出指针的类型的方法是不是很简单？
指针所指向的类型
当你通过指针来访问指针所指向的内存区时，指针所指向的类型决定了编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。
从语法上看，你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声明符*去掉，剩下的就是指针所指向的类型。
例如：
（1）int*ptr;//指针所指向的类型是int
（2）char*ptr;//指针所指向的的类型是char
（3）int**ptr;//指针所指向的的类型是int*
（4）int（*ptr）[3];//指针所指向的的类型是int（）[3]
（5）int*（*ptr）[4];//指针所指向的的类型是int*（）[4]
在指针的算术运算中，指针所指向的类型有很大的作用。
指针的类型（即指针本身的类型）和指针所指向的类型是两个概念。
当你对C越来越熟悉时，你会发现，把与指针搅和在一起的"类型"这个概念分成"指针的类型"和"指针所指向的类型"两个概念，是精通指针的关键点之一。
我看了不少书，发现有些写得差的书中，就把指针的这两个概念搅在一起了，所以看起书来前后矛盾，越看越糊涂。
指针的值（指针所指向的内存区或地址）
指针的值是指针本身存储的数值，这个值将被编译器当作一个地址，而不是一个一般的数值。
在32位程序里，所有类型的指针的值都是一个32位整数，因为32位程序里内存地址全都是32位长。
指针所指向的内存区就是从指针的值所代表的那个内存地址开始，长度为si
zeof（指针所指向的类型）的一片内存区。
以后，我们说一个指针的值是XX，就相当于说该指针指向了以XX为首地址的一片内存区域；我们说一个指针指向了某块内存区域，就相当于说该指针的值是这块内存区域的首地址。
指针所指向的内存区和指针所指向的类型是两个完全不同的概念。
在例一中，指针所指向的类型已经有了，但由于指针还未初始化，所以它所指向的内存区是不存在的，或者说是无意义的。
以后，每遇到一个指针，都应该问问：
这个指针的类型是什么？
指针指的类型是什么？
该指针指向了哪里？
指针本身所占据的内存区
指针本身占了多大的内存？
你只要用函数sizeof（指针的类型）测一下就知道了。
在32位平台里，指针本身占据了4个字节的长度。
指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式是否是左值时很有用。
指针的相关运算
指针的算术运算
指针可以加上或减去一个整数。
指针的这种运算的意义和通常的数值的加减运算的意义是不一样的。
例如：
例二：
1、chara[20];
2、int*ptr=a;
...
...
3、ptr++;
在上例中，指针ptr的类型是int*,它指向的类型是int，它被初始化为指向整形变量a。
接下来的第3句中，指针ptr被加了1，编译器是这样处理的：
它把指针ptr的值加上了sizeof（int），在32位程序中，是被加上了4。
由于地址是用字节做单位的，故ptr所指向的地址由原来的变量a的地址向高地址方向增加了4个字节。
由于char类型的长度是一个字节，所以，原来ptr是指向数组a的第0号单元开始的四个字节，此时指向了数组a中从第4号单元开始的四个字节。
我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组，看例子：
例三：
intarray[20];
int*ptr=array;
...
//此处略去为整型数组赋值的代码。
...
for（i=0;i<20;i++）
{
（*ptr）++;
ptr++；
}
这个例子将整型数组中各个单元的值加1。
由于每次循环都将指针ptr加1，所以每次循环都能访问数组的下一个单元。
再看例子：
例四：
1、chara[20];
2、int*ptr=a;
...
...
3、ptr+=5;
在这个例子中，ptr被加上了5，编译器是这样处理的：
将指针ptr的值加上5乘sizeof（int），在32位程序中就是加上了5乘4=20。
由于地址的单位是字节，故现在的ptr所指向的地址比起加5后的ptr所指向的地址来说，向高地址方向移动了20个字节。
在这个例子中，没加5前的ptr指向数组a的第0号单元开始的四个字节，加5后，ptr已经指向了数组a的合法范围之外了。
虽然这种情况在应用上会出问题，但在语法上却是可以的。
这也体现出了指针的灵活性。
如果上例中，ptr是被减去5，那么处理过程大同小异，只不过ptr的值是被减去5乘sizeof（int），新的ptr指向的地址将比原来的ptr所指向的地址向低地址方向移动了20个字节。
总结一下，一个指针ptrold加上一个整数n后，结果是一个新的指针ptrnew，ptrnew的类型和ptrold的类型相同，ptrnew所指向的类型和ptrold所指向的类型也相同。
ptrnew的值将比ptrold的值增加了n乘sizeof（ptrold所指向的类型）个字节。
就是说，ptrnew所指向的内存区将比ptrold所指向的内存区向高地址方向移动了n乘sizeof（ptrold所指向的类型）个字节。
一个指针ptrold减去一个整数n后，结果是一个新的指针ptrnew，ptrnew的类型和ptrold的类型相同，ptrnew所指向的类型和ptrold所指向的类型也相同。
ptrnew的值将比ptrold的值减少了n乘sizeof（ptrold所指向的类型）个字节，就是说，ptrnew所指向的内存区将比ptrold所指向的内存区向低地址方向移动了n乘sizeof（ptrold所指向的类型）个字节。
运算符&和*
这里&是取地址运算符，*是...书上叫做"间接运算符"。
&a的运算结果是一个指针，指针的类型是a的类型加个*，指针所指向的类型是a的类型，指针所指向的地址嘛，那就是a的地址。
*p的运算结果就五花八门了。
总之*p的结果是p所指向的东西，这个东西有这些特点：
它的类型是p指向的类型，它所占用的地址是p所指向的地址。
例五：
Inta=12;
Intb;
Int*p;
Int**ptr;
p=&a;
//&a的结果是一个指针，类型是int*，指向的类型是int，指向的地址是a的地址。
*p=24;
//*p的结果，在这里它的类型是int，它所占用的地址是p所指向的地址，显然，*p就是变量a。
*ptr=&b;
//*ptr是个指针，&b的结果也是个指针，且这两个指针的类型和所指向的类型是一样的，所以用&b来给*ptr赋值就是毫无问题的了。
**ptr=34;
//*ptr的结果是ptr所指向的东西，在这里是一个指针，对这个指针再做一次*运算，结果就是一个int类型的变量。
指针表达式
一个表达式的最后结果如果是一个指针，那么这个表达式就叫指针表式。
下面是一些指针表达式的例子：
例六：
Inta,b;
Intarray[10];
Int*pa;
pa=&a;//&a是一个指针表达式。
Int**ptr=&pa;//&pa也是一个指针表达式。
*ptr=&b;//*ptr和&b都是指针表达式。
pa=array;
pa++;//这也是指针表达式。
例七：
Char*arr[20];
Char**parr=arr;//如果把arr看作指针的话，arr也是指针表达式
Char*str;
str=*parr;//*parr是指针表达式
str=*（parr+1）;//*（parr+1）是指针表达式
str=*（parr+2）;//*（parr+2）是指针表达式
由于指针表达式的结果是一个指针，所以指针表达式也具有指针所具有的四个要素：
指针的类型，指针所指向的类型，指针指向的内存区，指针自身占据的内存。
好了，当一个指针表达式的结果指针已经明确地具有了指针自身占据的内存的话，这个指针表达式就是一个左值，否则就不是一个左值。
在例七中，&a不是一个左值，因为它还没有占据明确的内存。
*ptr是一个左值，因为*ptr这个指针已经占据了内存，其实*ptr就是指针pa，既然pa已经在内存中有了自己的位置，那么*ptr当然也有了自己的位置。
指针与数组和函数的关系
数组和指针的关系
数组的数组名其实可以看作一个指针。
看下例：
例八：
Intarray[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9},value;
...
...
value=array[0];//也可写成：
value=*array;
value=array[3];//也可写成：
value=*（array+3）;
value=array[4];//也可写成：
value=*（array+4）;
上例中，一般而言数组名array代表数组本身，类型是int[10]，但如果把array看做指针的话，它指向数组的第0个单元，类型是int*，所指向的类型是数组单元的类型即int。
因此*array等于0就一点也不奇怪了。
同理，array+3是一个指向数组第3个单元的指针，所以*（array+3）等于3。
其它依此类推。
例九：
char*str[3]={
"Hello,thisisasample!
",
"Hi,goodmorning.",
"Helloworld"
};
Chars[80]；
strcpy（s,str[0]）;//也可写成strcpy（s,*str）;
strcpy（s,str[1]）;//也可写成strcpy（s,*（str+1））;
strcpy（s,str[2]）;//也可写成strcpy（s,*（str+2））;
上例中，str是一个三单元的数组，该数组的每个单元都是一个指针，这些指针各指向一个字符串。
把指针数组名str当作一个指针的话，它指向数组的第0号单元，它的类型是char**，它指向的类型是char*。
*str也是一个指针，它的类型是char*，它所指向的类型是c
升级会员 