理解C复杂声明之'优先级规则'

三月 26, 2006

第一次看《C专家编程》一书时关于其采用的'优先级规则'分析C复杂声明时看得很糊涂，在理解'right-left'规则分析C复杂声明后，再回过头来看'优先级规则'，居然发现它们的异曲同工之妙^_^。

其实'优先级规则'的分析过程极其类似'right-left'规则，下面首先摘录'优先级规则'的'口诀'，然后再'一招一式'的细致讲解^_^。

[优先级规则'口诀']
A 声明从它的名字开始读取，然后按照优先级顺序依次读取。
B 优先级从高到低依次是：
B. 1 声明中被括号括起来的那部分
B. 2 后缀操作符：
括号() 表示这是个函数，而
方括号[]表示这是个数组。
B. 3 前缀操作符：星号*表示'指向…的指针'。
C 如果const和(或)volatile关键字的后面紧跟类型说明符(如int, long等)，那么它作用于类型说明符(说明是常量数据)。在其他情况下，const和(或)volatile关键字作用于其左边紧邻的指针星号(说明是常量指针)。

[一招一式练口诀]
其实'优先级规则'对分析过程中的界限的说明不是很好，而其分析界限又恰恰和'right-left'规则是一致的。

例子1
int (*p)[20];
(1) 我们从名字p开始；
(2) 在遇到后缀操作符之前我们遇到了')'，这样我们就不能看后缀操作符了，要去看优先级低一些的前缀操作符，我们发现了'*'，我们得到结论p是一个指向…的指针；
(3) 出了包围p的那个'()'，我们继续看后缀操作符，发现一个'[]'，我们知道p这个指针是指向一个数组，而且这个数组有20个某类型的元素，但如果我们遇到'()'，那p指向的就是一个函数了；
(4) 那这是一个什么样的数组呢？那我们的继续分析前缀操作符才能得知，在p的左面我们只发现了int类型说明符，我们知道该数组是一个int类型的拥有20个元素的数组，至此分析完毕。
(5) 最后得出结论：p是一个指向一个整型数组的指针，该数组拥有20个元素。

例子2
char * const *(*p)();
(1) 我们依然从名字p开始；
(2) 在遇到后缀操作符之前我们遇到了')'，这样我们就不能看后缀操作符了，要去看优先级低一些的前缀操作符，我们发现了'*'，我们得到结论p是一个指向…的指针；
(3) 出了包围p的那个'()'，我们继续看后缀操作符，发现一个'()'，我们得知p是一个指向函数的指针；
(4) 那么这是一个什么样的函数呢？那我们的继续分析前缀操作符才能得知，而此时前缀应该表示该函数的返回类型了，这是个什么返回类型呢？我们看到了'*'，说明这个返回类型是一个指针；
(5) 那么返回类型是什么样的指针呢？继续向左，我们看到了char * const，根据规则最后一条，我们得知这是一个指向字符类型的常量指针；
(6) 最后得出结论：p是一个函数指针，这个函数没有参数，其返回类型为一个指向字符类型的常量指针的指针。

通过上面的例子我们可以得出这样的'经验'：
(1) 名字的'紧邻括号'范围内，是对名字的说明，名字无非有两种情况：指针和非指针。
(*p) — 说明p是一个指针；例如：int (*p)[20];
(p) or p — 说明p不是一个指针，例如：int *p[20] int *(p)[20]; 我们在分析的时候即使p没有'紧邻括号'，我们也可以加一个'紧邻括号'帮助分析。

(2) 如果名字是个指针(非指针情况较简单)，那么跳出名字'紧邻括号'后根据后缀不同也有两种情况：
该名字一个指针数组：后缀为[]，例如 int *p[20]；
该名字一个函数指针；后缀为()，例如 int *p()；

(3) 再得知该名字的含义后，其前缀感觉就不是用来说明该名字本身了，而是用来说明名字所指的那个对象了，这里也有两种情况：
说明是什么样的数组：当说明数组时，前缀的含义就是表明数组是什么类型的了；
说明是什么样的函数：当说明函数时，前缀的含义就是表明函数的返回类型是什么了。

以上的这三点也可以说是对'优先级规则'的再理解了^_^。

[额外收获]
'优先级规则'的最后一条则可以总结const(or volatile)的用法，关于const的不同'变型'在网络上有太多的说法，而这里一句即将之概括了，这也是我看到的最好理解的一种理解方法。我们可以应用该口诀对下面三种const的'变型'进行解释：
const int * p — const直接作用于后面的类型说明符，说明p是一个指向整型常量的指针；
int * const p — const后面没有类型说明符，则const作用其左边紧跟的int*类型指针，所以p本身是一个整型常量指针，其值在第一次赋值后就不能再改变了。
int const * p — 这是个不规则的特例，按照'优先级规则'的说法它不符合任何一种情况，const后面既没有类型说明符，其左面也没有*号，这里其实我们不妨扩展规则如下：'如果const和(或)volatile关键字的后面紧跟类型说明符(如int, long等)，那么它作用于类型说明符。在其他情况下，const和(或)volatile关键字作用于其左边紧邻的指针星号，如果左面没有星号，则直接作用于其左边的紧邻的类型说明符'。按照这种扩展(不保证这种扩展的正确性哟^_^)，我们可以得出这里的p是一个指向整型常量的指针。

不知道说到这，大家体会到'异曲同工'之妙没有!^_^