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理解C复杂声明之'优先级规则'

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!^_^

'right-left'规则再举例

闲暇时翻阅'C专家编程',再次看到对C语言变量声明的理解一节,遂想起我曾经写过的那篇利用'right-left'规则分析复杂的C语言变量声明的文章'C复杂声明解析',发现其中的例子的对比性不够强,所以决定再用一篇短文来再阐述。

至于'right-left'规则这里就不再重述了。这里想重点分析一组对比'鲜明'的例子:分析int *p[20]和int (*p)[20]。
闲话就不多说了,我们看下面对这两个C语言声明的分析吧:

例子1:int *p[20];
1) 找到标识符:p,读作:“p是…”;
2) 向右看:发现一“[]”,然后遇到右边声明结尾,读作:“p是…的数组”;
3) 向左看:发现一“*”, 读作:“p是指向…的指针的数组”;
4) 继续向左看:没有发现0.中定义的符号,则分析结束,读作:“p是指向int类型的指针的数组”,再详细些“p是指向int类型的指针的数组,该指针数组大小为20”。

例子2:int (*p)[20];
1) 找到标识符:p,读作:“p是…”;
2) 向右看:没发现完整的'[]'或者'()',而是一个')',这时停止向右看;
3) 向左看:发现一“*”,然后继续向左看,碰到一个'(',这次左看结束,读作:“p是一个指向…的指针”;
4) 向右看:发现一个'[]',并且右部声明就此结束,我们读作:“p是一个指向…的数组的指针”;
5) 向左看:没有发现0.中定义的符号,则分析结束,读作:“p是一个指向int类型的数组的指针”,再详细些“p是一个指向int类型的数组的指针,该int类型数组大小为20”。

其实通过这组对比鲜明的例子我们可以更好的理解'right-left'规则,更好的理解C声明的规律。

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