3.1　解读 C 的声明

3.1.1　用英语来阅读

在 1.2.2 节的补充内容中，我认为像

int *hoge_p;

还有

int hoge[10];

这样的声明方式很奇怪。

对于这种程序的声明方式，可能也有很多人感觉不到有什么别扭的地方。那就再看下面的这个例子（经常被使用）：

char *color_name[] = {
    "red",
    "green",
    "blue",
};

这里声明了一个“指向 char 的指针的数组”。

正如 2.3.2 节中介绍的那样，可以像下面这样声明一个“指向将 double 作为参数并且返回 int 的函数的指针”：

int (*func_p)(double);

关于这样的声明，在 K&R 中有下面这样一段说明：

int f();     / f：返回指向 int 指针的函数*/

和

int (pf)();   / pf： 指向返回 int 的函数的指针/

这两个声明最能说明问题。在这里，因为是前置运算符，它的优先级低于()，为了让连接正确地进行，有必要加上括号。

首先，这段文字中有谎言。

声明中*、()和[]并不是运算符。在语法规则中，运算符的优先顺序是在别的地方定义的。

先将这个问题放在一边。如果你老老实实地去读这段文字，该会嘀咕“是不是搞反了”。如果说

int (*pf)();

是指向函数的指针，使用括弧先将星号（指针）括起来岂不是很奇怪？

这个问题的答案，等你明白过来就会觉得非常简单。C 语言本来是美国人 开发的，最好还是用英语来读^*。

^{* 在 K&R 中，登载了 dcl 这个解析 C 的声明的程序，同时也记载了程序的输出结果，但是日语版并没有对这一段进行翻译，而是一成不变地转载了英文原文。}

以上的声明，如果从 pf 开始以英语的顺序来读，应该是下面这样：

pf is pointer to function returning int

翻译成中文，则为

pf 为指向返回 int 的函数的指针。

要　点

用英语来读 C 的声明。

3.1.2　解读C的声明

在这里，向读者介绍阅读 C 语言声明的方法：机械地向前读。

为了把问题变得更简单，我们在这里不考虑 const 和 volatile。（3.4 节考虑了 const）接下来遵循以下步骤来解释 C 的声明。

• 首先着眼于标识符（变量名或者函数名）。

• 从距离标识符最近的地方开始，依照优先顺序解释派生类型（指针、数组和函数）。优先顺序说明如下，

  • 用于整理声明内容的括弧

  • 用于表示数组的[]，用于表示函数的()

  • 用于表示指针的*

• 解释完成派生类型，使用“of”、“to”、“returning”将它们连接起来。

• 最后，追加数据类型修饰符（在左边，int、double 等）。

• 英语不好的人，可以倒序用日语（或者中文）1解释。

1 这里同样可以倒序用中文解释。——译者注

数组元素个数和函数的参数属于类型的一部分。应该将它们作为附属于类型的属性进行解释。

比如，

int (*func_p)(double);

• 首先着眼于标识符。

int (*func_p)(double);

英语的表达为：

func_p is

• 因为存在括号，这里着眼于*。

int (*func_p)(double);

英语的表达为：

func_p is pointer to

• 解释用于函数的()，参数是 double。

int (*func_p)(double);

英语的表达为：

func_p is pointer to function(double) returning

• 最后，解释数据类型修饰符 int。

int (*func_p)(double);

英语的表达为：

func_p is pointer to function(double) returning int

• 翻译成中文：

func_p 是指向返回 int 的函数的指针。

使用和上面相同的方式，我们对各种各样的声明进行解读，如下表（表 3-1）。

表3-1　解读各种各样的C语言声明

正如大家看到的这样，C 语言的声明不能从左往右按顺序解读（无论是英语、中文，还是日语），而是左右来回地解读。

K&R 中指出：在 C 语言中，变量的声明仿效表达式的语法。可是，勉强地去模拟本质上完全不同的事物，结果就是“四不像”。

“使声明的形式和使用的形式相似”是 C（还有从 C 派生的 C++、Java^* 等语言）特有的奇怪的语法。

^{* 其实， Java 的大部分 声明语法还是能做到这点的。}

K&R 中同时也写道：

C 的声明语法，特别是指向函数指针的语法，受到了严厉的批评。

在 Pascal 中，C 的 int hoge[10]可以这样声明，

var
    hoge : array[0..9] of integer;

这种声明，从左向右用英语按顺序解读是完全没有问题的。

顺便说一下，C 的作者 Dennis Ritchie 开发了一种叫 Limbo^[7]的语言。Limbo 中各种标记的使用方法，一眼就可以看出来和 C 非常相似^*，但是声明语法完全设计成 Pascal 风格。其实作者自身也在反省 C 语言的声明语法。

^{* 比如，不使用 begin～end 或者 if～endif 而是使用中括号。}

3.1.3　类型名

在 C 中，除标识符以外，有时候还必须定义“类型”。

具体来说，遇到以下情况需定义“类型”：

• 在强制转型运算符中

• 类型作为 sizeof 运算符的操作数

比如，将强制转型运算符写成下面这样：

(int*)

这里指定“int*”为类型名。

从标识符的声明中，将标识符取出后，剩下的部分自然就是类型名。

表3-2　类型名的写法

在表 3-2 最后两个例子中，括起星号的括弧(*)好像有点多余，但是一旦去掉括弧，意思就完全不一样了。

(double *[3])是将 double *hoge[3]的标识符去掉后形成的，所以这个类型名被解释成“指向 double 的指针的数组”。

补充　如果将指针后置……

C 的声明语法虽然奇怪，但也有人说 Pascal 风格写起来长得像裹脚布，同样让人感到厌恶。

var
   hoge : array[0..9] of integer;

关于这样的声明，array 后面紧接着[]，用来表示这是个数组，但是这样让人感觉 array 这个单词太长了。顺手在后面追加的 of 也是多余的。尝试将这些多余的部分去掉，结果就像下面这样：

var
   hoge : [0..9] integer;

如果改成 C 的写法：

hoge[10] int;

如果仅仅就 int 前置还是后置的问题来说，感觉和 C 的声明方式也没多大差别。

可是，一旦涉及指针，情况就不一样了。C 的指针运算符*是前置的。

在 Pascal 中，运算符^相当于 C 中*的，而且它是后置的。

如果同样地将 C 的指针运算符*也放在标识符后面，即使兼顾“变量的声明仿效表达式的语法”，声明也会变成下面这样：

int func_p^(double);

如果这个声明表示“指向返回 int 的函数（参数为 double）的指针”，差不多也符合英语的阅读顺序。不过 int 放在前面终究是个问题。

此外，一旦使用后置的^，通过指针引用结构体的成员的时候，就可以不要->运算符了。

C 中，^被作为异或运 算符使用。这里，我们 且不必去关心这一点。

原本

hoge->piyo

只是

(hoge).piyo

的语法糖，所以又可以写成

hoge^.piyo

因此->完全可以不要的。

此外，将解引用后置，可以使包含结构体成员和数组引用的复杂表达式变得简洁。

^{* 另外，如果将指针的强制转型也进行后置，同样也能起到简化表达式的作用。}

关于这一点，“The Development of the C Language^[5]”中也有说明：

Sethi [Sethi 81] observed that many of the nested declarations and expressions would become simpler if the indirection operator had been taken as a postfix operator instead of prefix, but by then it was too late to change.

请允许我用我这二把刀的英语水平给大家翻译一下：

Sethi 认为，如果将解引用由前置变成后置，嵌套的声明和表达式就会变得更简单。但是，如今想要修正，为时已晚。