第七章 C語言聲明詳解

 

人們常說,C語言的聲明太複雜了,的確,這也是C語言飽受批評的地方之一。不過,筆者認爲,真正要受到批評的不是語言本身,而是那些傳播者。傳播者們通常都有一個共識:講述要由淺入深。作爲原則,筆者並非要反對它,畢竟筆者對C語言的學習,也經歷了相同的過程。但是,由淺入深並不意味着一切從簡,以偏蓋全。計算機語言不同於數學理論(雖然它的確根植於數學,與數學密不可分),數學理論是一種循序漸進的過程,後面的理論以前面的理論爲基礎。但C語言歸根說底,就是一堆語言規則而已,應該讓學習者一開始就全面且詳細地瞭解它,而不是象現在某些教材所做的那樣,只說一部分,不說另一部分,以爲這就是由淺入深了,實際上這是以偏蓋全。

        語言如此,聲明作爲C語言的一部分更是如此。我們最常見到的對聲明的描述是這樣的:

存儲類別  類型限定詞  類型  標識符

這種說明會給人們一種暗示:C語言的聲明是靜止的、死板的,什麼聲明都能夠以這個爲基礎,往上一套就OK了。事實真的如此嗎?說句心裏話,筆者也祈禱事實真的如此,這樣世界就簡單多了、清靜多了。但別忘了,這個世界總是讓人事與願違的。實際上,C的聲明的組織形式是以嵌套爲基礎的,是用嵌套聲明組織起來的,並非象上面所述那麼死板,存儲類說明符一定得放在限定詞前面嗎?類型說明符一定要緊貼標識符嗎?不!C標準從來沒有這樣說過!下面來看一看C89對聲明的形式是如何規定的:

聲明:

聲明說明符   初始化聲明符表opt  [opt的意思是option,可選]

其中聲明說明符由以下三項構成:

聲明說明符:

存儲類說明符  聲明說明符opt
類型說明符    聲明說明符opt
類型限定符    聲明說明符opt

在這裏,一個聲明說明符可以包含另一個聲明說明符,這就是聲明的嵌套,這種嵌套貫穿於整個聲明之中,今天我們看來一個非常簡單的聲明,其實就是由多個聲明嵌套組成的,例如:

static const int i=10, j=20, k=30;

變量i前面就是聲明說明符部分,有三個聲明說明符:static const int,static是一個存儲類說明符,它屬於這種形式:

static 聲明說明符

static後面的聲明說明符就是const int,const是一個類型限定符,這也是個嵌套,它是由

const 聲明說明符

組成,最後的int是一個類型說明符,到這裏已經沒有嵌套了,int就是最底的一層。對於存儲類說明符、類型說明符和類型限定符的排列順序,C標準並沒有規定其順序,誰嵌套誰都可以。換言之,上面的聲明可以寫成:

int static const i=10, j=20, k=30;或者const int static i=10, j=20, k=30;

這無所謂,跟原聲明是一樣的。再舉一個有趣的例子:

const int *p;與int const *p;

有些人會對後面一種形式感到困惑,因爲他一直以來學習的都是那種死板的形式,因此他無法理解爲什麼那個const可以放在int的後面。實際上對於標準來說,這是再正常不過的行爲了。

上面舉的例子是變量的聲明,函數的聲明也同樣道理,例如:

static const int func(void);
......

int main(void)
{
        int static const (*p)(void);
        p=func;
        .........
        return 0;
}

const int static func(void)
{
        .......
        return 0;
}

func的函數原型聲明、函數定義跟main內的函數指針p的聲明是一樣的。但是,筆者並非鼓勵大家把聲明說明符寫得亂七八糟,作爲一個良好的風格,應該按照已經習慣約定的方式排列說明符,但懂得其中的原理非常重要。

聲明static const int i=10, j=20, k=30;的int後面的部分就是初始化聲明符表,這比較容易理解,這個符表實際上也是嵌套的:

初始化聲明符表:

初始化聲明符
初始化聲明符表, 初始化聲明符


初始化聲明符:

聲明符
聲明符=初值


        聲明符是初始化聲明符的主體,現在來討論一下聲明符是如何規定的:

聲明符:

指針opt  直接聲明符

這裏寫的指針opt指的是那個指針聲明符*,要注意的是,*屬於聲明符,而不是聲明說明符的一部分。

指針opt又包含:

指針:

* 類型限定符表opt
* 類型限定符表opt 指針

在這裏有一個常見的問題,就是const int *p;與int * const p的區別,第一個聲明的const屬於聲明說明符,它跟int一起,是用來說明*p這個聲明符的,因此const修飾的是p所指向的那個對象,這個對象是const的。而第二個聲明的const是聲明符的一部分,它修飾的對象是p本身,因此p是const的。

        上面規定的第二條值得注意,這條規定產生了一種指針與const的複雜形式,例如:

const int * const *** const ** const p;(是不是有種想衝向廁所的衝動?)這是一種複雜的聲明嵌套,如何解讀這種聲明?其實只要掌握了它的規律,無論它有多少個const、多少個*都不難解讀的,這個內容我將在第九章進行解釋。

        剩下的就是直接聲明符和類型限定詞表的內容:

直接聲明符:

標識符
(聲明符)
直接聲明符[常量表達式opt]
直接聲明符(形式參數類型表)
直接聲明符(標識符表opt)


類型限定符表:

類型限定符
類型限定符表 類型限定符


        這一章的最後一個內容,是討論一下typedef,typedef用來聲明一個別名,typedef後面的語法,是一個聲明。本來筆者以爲這裏不會產生什麼誤解的,但結果卻出乎意料,產生誤解的人不在少數。罪魁禍首又是那些害人的教材。在這些教材中介紹typedef的時候通常會寫出如下形式:

typedef int PARA;

這種形式跟#define int PARA幾乎一樣,如前面幾章所述,這些教材的宗旨是由淺入深,但實際做出來的行爲卻是以偏蓋全。的確,這種形式在所有形式中是最簡單的,但卻沒有對typedef進一步解釋,使得不少人用#define的思維來看待typedef,把int與PARA分開來看,int是一部分,PARA是另一部分,但實際上根本就不是這麼一回事。int與PARA是一個整體!就象int i:聲明一樣是一個整體聲明,只不過int i定義了一個變量,而typedef定義了一個別名。這些人由於持有這種錯誤的觀念,就會無法理解如下一些聲明:

typedef int a[10];
typedef void (*p)(void);

他們會以爲a[10]是int的別名,(*p)(void)是void的別名,但這樣的別名看起來又似乎不是合法的名字,於是陷入困惑之中。實際上,上面的語句把a聲明爲具有10個int元素的數組的類型別名,p是一種函數指針的類型別名。

雖然在功能上,typedef可以看作一個跟int PARA分離的動作,但語法上typedef屬於存儲類聲明說明符,因此嚴格來說,typedef int PARA整個是一個完整的聲明。

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