C语言中变量定义/声明深入分析

就算是非常有经验的C程序员，也对那些比简单数组/指针更复杂一些的声明感到头疼。比如说，下面这个是一个指针的数组，还是一个数组的指针？

int *a[10];
下面这货到底是什么？

int (*(*vtable)[])();
当然了，这货是一个指针，指向一个数组，这个数组的每个元素是一个指针，指向一个函数，函数的返回值类型是int :)

这篇短文希望能够教会你一个非常简单地读懂复杂声明的方法。我99%肯定我在80年代读过这篇，但是不记得具体是在什么地方读到的了。我怀疑是我自己发现这个的（尽管我总会被计算机语言结构和神秘的事物搞得很兴奋）。然而我的确记得，能够写出一个程序，将任何声明转换成英语。

== 黄金法则 ==

这个法则是这样说的：
引用

从标识符开始（或者最内层的结构，如果不存在标识符的话，通常出现于函数指针），首先向右看，直到遇到 ) 括号或者结束，看到什么就说出来；然后向左看，直到遇到 ( 括号或者回到行首，看到什么就说出来。跳出一层括号，重复上述过程：右看看，说出来；左看看，说出来。直到你说出变量的类型或者返回值（针对函数指针），也就表示你把声明都读完了。

最简单的情况是这样的：

int i;
从 i 开始，你向右看，啥都没看到；然后就向左看，看到了int，说出来：i是一个int。

然后看个复杂一点的：

int *a[3];
从 a 开始：向右看，说“是一个包含3个元素的数组”；向左看，说“数组的每个元素是指针”；向右看，啥都没；向左看，说“指针指向int”。综合起来就是: a 是一个包含3个元素的数组，每个元素是一个指针，指向int。

加上一对括号让它看起来更怪异点儿：

int (*a)[3];
像在普通表达式中一样，括号改变了阅读/计算的顺序。从 a 开始：向右看，遇到括号了，往回；向左看，说“是一个指针”，遇到(括号，跳出来；向右看，[3]，说“指向一个包含3个元素的数组”；向左看，int，说“数组的每个元素是int”。综合起来：a是一个指针，指向一个包含3个元素的数组，数组的每个元素是一个int。

好，再来看看这个：

extern int *foo();
赞，你说：foo是一个函数，返回一个指针，指向int。

接下来跳一步：就像我们可以定义一个指向int的指针，我们也可以定义一个指向函数的指针。在这种情况下，不需要extern了（因为不是函数的前向引用声明），而是一个变量的定义。这是一个基本的函数指针：

int (*foo)();
从foo开始：向右看，遇到括号，往回；向左看，*，说“是一个指针”，遇到左括号，跳出来；向右看，()，说“指向一个函数”；向左看，int，说“函数返回int”。综合起来：foo是一个指针，指向一个函数，函数返回int。

下面是一个数组，每个元素是一个指针，指向函数，函数返回int：

int (*Object_vtable[])();
你还需要最后一个，诡异的难以置信的声明：

int (*(*vtable)[])();

后再附些声明例子

举例说明：

例子1

int a;
a 的右边什么都没有，向左看int，说明a是一个int型变量。

例子2

char *a;
向右看，什么都没有; 向左看是*, 说明a是一个指针; 再向右看，什么都没有; 再向左看是char，说明a是一个指向char的指针。

例子3

int *a[];
向右看，[]说明a是一个数组；向左看，*说明数组的每个元素是个指针；再向右看，什么都没有; 再向左看，int，每个指针指向一个整数。综合来看，a是一个数组，数组每个元素是指向整数的指针。

例子4

int * const a;
向a右边看，什么都没有。一直向左看，先是const，说明a是不可修改的，然后是*，说明a是一个指针；然后是int，说明指针指向整数。综合来看，a是一个不可修改的指针，它指向整数。

例子5

void (*checkout)();
向右看，遇见 ) 返回，再向左看是*，说明checkout是个指针。再向右看，是()，说明这个指针指向函数; 向左看是void，说明函数返回void。总的来看， checkout是一个指向返回void的函数的指针。

例子6

void (*checkout[])();
向右看，[]说明checkout是一个数组；向左看， * 说明数组每个元素是个指针。向右看，遇见)返回；再向左看，遇见(返回。再向右看，是()，说明数组内每个指针指向函数; 向左看是void，说明每个函数返回void。
总的来看， checkout是一个数组，数组内都是指向返回void的函数的指针。

例子7

void (*(*checkout)[])();
向右看，遇见)返回; 向左看，*说明checkout是个指针，遇到(跳出一层()。向右看，[]说明checkout指向的是一个数组；向左看， *说明数组每个元素是个指针。向右看遇见)，向左看遇见(，跳出一层()。向右看，()说明数组每个元素指向一个函数；再向左看，void说明每个数组元素指向的函数返回void。
总结：checkout是一个指针，指向一个数组，每个数组元素都是一个指向返回void函数的指针。
这是一个指针，指向一个数组，数组的每个元素是个指针，指向一个函数，函数的返回值是int。发现了吗？这货就是上面那个object_vtable的指针，也就是你定义的每一个对象需要的虚函数表(vtable)的指针。

这个指向vtable的指针是一个vtable的地址，例如，&Truck_vtable （就是某个Truck类的实例虚函数表的指针）。

== 总结 ==

接下来的例子总结了所有C++为了实现多态性所建造的虚函数表需要的所有情形（就像最初的C Front - C++转C翻译器）。

int *ptr_to_int;
int *func_returning_ptr_to_int();
int (*ptr_to_func_returning_int)();
int (*array_of_ptr_to_func_returning_int[])();
int (*(*ptr_to_an_array_of_ptr_to_func_returning_int)[])();
这篇文章写的非常好，很适合我这种一直忘记数组指针指针数组的人，总结下来，也就是右左环顾，括号优先。

举例说明：

例子1

int a;
a 的右边什么都没有，向左看int，说明a是一个int型变量。

例子2

char *a;
向右看，什么都没有; 向左看是*, 说明a是一个指针; 再向右看，什么都没有; 再向左看是char，说明a是一个指向char的指针。

例子3

int *a[];
向右看，[]说明a是一个数组；向左看，*说明数组的每个元素是个指针；再向右看，什么都没有; 再向左看，int，每个指针指向一个整数。综合来看，a是一个数组，数组每个元素是指向整数的指针。

例子4

int * const a;
向a右边看，什么都没有。一直向左看，先是const，说明a是不可修改的，然后是*，说明a是一个指针；然后是int，说明指针指向整数。综合来看，a是一个不可修改的指针，它指向整数。

例子5

void (*checkout)();
向右看，遇见 ) 返回，再向左看是*，说明checkout是个指针。再向右看，是()，说明这个指针指向函数; 向左看是void，说明函数返回void。总的来看， checkout是一个指向返回void的函数的指针。

例子6

void (*checkout[])();
向右看，[]说明checkout是一个数组；向左看， * 说明数组每个元素是个指针。向右看，遇见)返回；再向左看，遇见(返回。再向右看，是()，说明数组内每个指针指向函数; 向左看是void，说明每个函数返回void。
总的来看， checkout是一个数组，数组内都是指向返回void的函数的指针。

例子7

void (*(*checkout)[])();
向右看，遇见)返回; 向左看，*说明checkout是个指针，遇到(跳出一层()。向右看，[]说明checkout指向的是一个数组；向左看， *说明数组每个元素是个指针。向右看遇见)，向左看遇见(，跳出一层()。向右看，()说明数组每个元素指向一个函数；再向左看，void说明每个数组元素指向的函数返回void。
总结：checkout是一个指针，指向一个数组，每个数组元素都是一个指向返回void函数的指针。