C/C++：如何理解复杂的声明

这里说的声明，不光适用于C/C++，其他的一些语言也能适用。

与java和 C#等不同，声明和定义在C/C++中有着比较明显的区别：声明仅仅是介绍名字（introduce names），而定义则会为该名字分配相应的空间。打个通俗的比喻：声明就是你在谈话中提到某个人的名字，而定义就是把你提到的这个人带到谈话的人群中 来，让大家见识一下他/她是什么样子。

这里主要介绍声明。
在C中，声明的形式为（dcl是declaration的简写）：
dcl: optional *'s direct-dcl（含有可选"*"的direct-dcl）
direct-dcl name
(dcl)
direct-dcl()
direct-dcl[optional size]
根据该规则进行逆向解析，就可以得到正确的声明。简化一下：“TypeName Declarator;”其中，Declarator就是声明中的那个名字。当你遇到任何你不能理解的声明时，这个法则就是救命稻草。最简单的例子：
int aInt;
这里，int是TypeName，aInt是Declarator。
再说明一下结合紧密度。在声明/定义变量时，可以使用一些修饰比如“*”，“[]”，“()”等。“()”（非函数声明中的“()”）具有最高的紧密度，其次才是函数和数组的“()”和“[]”。
没有“*”的声明称为直接声明（direct-dcl），而有“*”称为声明（dcl）。直接声明要比声明结合的紧。分解声明时，先读出结合紧的。在这里，我把direct-dcl称为更紧的结合，它比dcl结合得紧。
最后，需要你用英语来读出这个声明。对于“[]”，应该读成array of。
对 于复杂的定义，可以将其分解。比如“T (*p)()”可以分解成“T D1()”，D1读作：function returning T。其中D1是*p。那么该声明应该读成：p is a poniter to。二者合在一起，就变成了p is a pointer to function returning T，即：p是指向返回T类对象的函数的指针。

再看一个稍微复杂的示例：
T (*pfa[])();
根据dcl和direct-dcl，可以分解成T1 D1（因为结合紧密度），T1， 也就是T ()，那么应该读作：
D1 is function returning T。
D1又可以写成T2 D2，其中T2是T1 []，可以分解成T1 D2[]，读作：
array of D2 function returning T。
D2是指针，读作：pointers to。那么整个“T (*pfa[])();”应该读作：
pfa is an array of pointers to function returning T，即：pfa是个存放指向返回T类对象函数的指针的数组。

换 种方式看，在这个例子中，pfa是名字，T(*[])()是类型。将(*pfa[])视为一体（direct-dcl），称为D1，那么可以写成T D1()，function returning object of T。在D1中，将*pfa视为一体（dcl），称为D2，那么*pfa[]应该是D2[]（direct-dcl），array of D2。合起来就是array of D2 function returning object of T。D2是*pfa（dcl），替换到前面这句话，结果就是array of pointers to function returning object of T。

有了这些说明，可以试着做一下下面的题，看看自己是否真的理解了：

char **argv
argv:  pointer to pointer to char
int (*daytab)[13]
daytab:  pointer to array[13] of int
int *daytab[13]
daytab:  array[13] of pointer to int
void *comp()
comp: function returning pointer to void
void (*comp)()
comp: pointer to function returning void
char (*(*x())[])()
x: function returning pointer to array[] of
pointer to function returning char
char (*(*x[3])())[5]
x: array[3] of pointer to function returning
pointer to array[5] of char

有了这个，就很容易理解下面这两个typedef：
typedef void (*disp)(int);
typedef void (*signal(int, disp))(int);

在C++中，规则比C要复杂一些。不过，基本思想保持不变，按照C的原则来理解复杂的声明，基本上就能满足要求了。没有在这里列出C++的规则一方面是因为太广，不能覆盖全；另一个原因就是，按照C的规则来就足够了，毕竟C++要与C兼容。

说一下关于模板的问题。C++中，模板并不是一个类型，而是类型的类型，也就是说，不是一个完整的类型。“template <class T> class AA;”中，AA是一个不完整类型，而AA<T>才是整个类型。
另外，如果名字里面包含有很多其他的修饰，如域修饰、storage class、linkage，等等，这些都仅仅是修饰，不起实际作用，在理解时可以忽略。
这里讨论的仅仅是声明，不涉及到类型的signature，因此相对来说还是比较简单的。

参考：
The C programming Language, by Brian W. Kernighan and Dennis M. Ritchie
The C++ programming Language, by Bjarne Stroustup

Copyright (C) by raof01. 本文可以用于除商业用途外的所有用途。若要用于商业用途，请与作者联系。

注：本文转自我在ChinaUnix的博客文章。