理解複雜的C/C++宣告 const, typedef , 函式指標
阿新 • • 發佈：2019-02-02
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：
int* p,q;
第一眼看去，好像是p和q都是int*型別的，但事實上，只有p是一個指標，而q是一個最簡單的int型變數。
我們還是繼續我們前面的話題，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其實是同一種類型的--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 數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，他們被用在需要回調函 數的場合。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”[重要！！！]
The right-left rule: Start reading the declaration from the innermost parentheses, go right, and then go left. When you encounter parentheses, the direction should be reversed. Once everything in the parentheses has been parsed, jump out of it. Continue till the whole declaration has been parsed.
這是一個簡單的法則，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，發現是一個數組 ---------------------------------- 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
總結：？？
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
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：
int* p,q;
第一眼看去，好像是p和q都是int*型別的，但事實上，只有p是一個指標，而q是一個最簡單的int型變數。
我們還是繼續我們前面的話題，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其實是同一種類型的--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 數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，他們被用在需要回調函 數的場合。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”[重要！！！]
The right-left rule: Start reading the declaration from the innermost parentheses, go right, and then go left. When you encounter parentheses, the direction should be reversed. Once everything in the parentheses has been parsed, jump out of it. Continue till the whole declaration has been parsed.
這是一個簡單的法則，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，發現是一個數組 ---------------------------------- 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
總結：？？
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