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只需一招,彻底攻克C语言指针

时间:12-26来源:作者:点击数:
前面我们讲解了指针数组二维数组指针函数指针等几种较为复杂的指针,它们的定义形式分别是:
int *p1[6];  //指针数组
int *(p2[6]);  //指针数组,和上面的形式等价
int (*p3)[6];  //二维数组指针
int (*p4)(int, int);  //函数指针

我相信大部分初学者对上面几种形式的指针都非常迷惑,不知道该从哪里入手去理解,为什么 p1、p2 是数组,而 p3 却是指针呢,它们仅仅是一个括号的区别。

指针是C语言中最强大最灵活的一部分,也是最难以理解的一部分,它是学习C语言的重点,没有学会指针就无从谈学会C语言。如果大家觉得上面几种形式的指针还能勉强接受,那么下面两个指针是不是让人抓狂呢?

char *(* c[10])(int **p);
int (*(*(*pfunc)(int *))[5])(int *);

只要找到了窍门,再复杂的指针也是可以理解的,这节我们就来戳破这层窗户纸!

C语言标准规定,对于一个符号的定义,编译器总是从它的名字开始读取,然后按照优先级顺序依次解析。对,从名字开始,不是从开头也不是从末尾,这是理解复杂指针的关键!

对于初学者,有几种运算符的优先级非常容易混淆,它们的优先级从高到低依次是:

  • 定义中被括号( )括起来的那部分。
  • 后缀操作符:括号( )表示这是一个函数,方括号[ ]表示这是一个数组。
  • 前缀操作符:星号*表示“指向xxx的指针”。

学会了“绝杀招式”,接下来我们就由浅入深,逐个击破上面的指针定义。

1) int *p1[6];

从 p1 开始理解,它的左边是 *,右边是 [ ],[ ] 的优先级高于 *,所以编译器先解析p1[6],p1 首先是一个拥有 6 个元素的数组,然后再解析int *,它用来说明数组元素的类型。从整体上讲,p1 是一个拥有 6 个 int * 元素的数组,也即指针数组。

2) int (*p3)[6];

从 p3 开始理解,( ) 的优先级最高,编译器先解析(*p3),p3 首先是一个指针,剩下的int [6]是 p3 指向的数据的类型,它是一个拥有 6 个元素的一维数组。从整体上讲,p3 是一个指向拥有 6 个 int 元素数组的指针,也即二维数组指针。

为了能够通过指针来遍历数组元素,在定义数组指针时需要进行降维处理,例如三维数组指针实际指向的数据类型是二维数组,二维数组指针实际指向的数据类型是一维数组,一维数组指针实际指向的是一个基本类型;在表达式中,数组名也会进行同样的转换(下降一维)。

3) int (*p4)(int, int);

从 p4 开始理解,( ) 的优先级最高,编译器先解析(*p4),p4 首先是一个指针,它后边的 ( ) 说明 p4 指向的是一个函数,括号中的int, int是参数列表,开头的int用来说明函数的返回值类型。整体来看,p4 是一个指向原型为int func(int, int);的函数的指针。

4) char *(* c[10])(int **p);

这个定义有两个名字,分别是 c 和 p,乍看起来 p 是指针变量的名字,不过很遗憾这是错误的。如果 p 是指针变量名,c[10]这种写法就又定义了一个新的名字,这让人匪夷所思。

以 c 作为变量的名字,先来看括号内部(绿色粗体):

char * (* c[10]) (int **p);

[ ] 的优先级高于 *,编译器先解析c[10],c 首先是一个数组,它前面的*表明每个数组元素都是一个指针,只是还不知道指向什么类型的数据。整体上来看,(* c[10])说明 c 是一个指针数组,只是指针指向的数据类型尚未确定。

跳出括号,根据优先级规则(() 的优先级高于 *)应该先看右边(红色粗体):

char * (* c[10]) (int **p);

( )说明是一个函数,int **p是函数参数。

再看左边(橘黄色粗体):

char * (* c[10]) (int **p);

char *是函数的返回值类型。

从整体上看,我们可以将定义分成两部分:

char * (* c[10]) (int **p);

绿色粗体表明 c 是一个指针数组,红色粗体表明指针指向的数据类型,合起来就是:c 是一个拥有 10 个元素的指针数组,每个指针指向一个原型为char *func(int **p);的函数。

5) int (*(*(*pfunc)(int *))[5])(int *);

从 pfunc 开始理解,先看括号内部(绿色粗体):

int (*(*(*pfunc)(int *))[5])(int *);

pfunc 是一个指针。

跳出括号,看它的两边(红色粗体):

int (*(*(*pfunc)(int *))[5])(int *);

根据优先级规则应该先看右边的(int *),它表明这是一个函数,int *是参数列表。再看左边的*,它表明函数的返回值是一个指针,只是指针指向的数据类型尚未确定。

将上面的两部分合成一个整体,如下面的蓝色粗体所示,它表明 pfunc 是一个指向函数的指针,现在函数的参数列表确定了,也知道返回值是一个指针了(只是不知道它指向什么类型的数据)。

int (* (*(*pfunc)(int *)) [5])(int *);

蓝色粗体以外的部分,就用来说明函数返回什么类型的指针。

我们接着分析,再向外跳一层括号(红色粗体):

int (* (*(*pfunc)(int *)) [5])(int *);

[ ] 的优先级高于 *,先看右边,[5] 表示这是一个数组,再看左边,* 表示数组的每个元素都是指针。也就是说,* [5] 是一个指针数组,函数返回的指针就指向这样一个数组。

那么,指针数组中的指针又指向什么类型的数据呢?再向外跳一层括号(橘黄色粗体):

int (* (*(*pfunc)(int *)) [5]) (int *);

先看橘黄色部分的右边,它是一个函数,再看左边,它是函数的返回值类型。也就是说,指针数组中的指针指向原型为int func(int *);的函数。

将上面的三部分合起来就是:pfunc 是一个函数指针(蓝色部分),该函数的返回值是一个指针,它指向一个指针数组(红色部分),指针数组中的指针指向原型为int func(int *);的函数(橘黄色部分)。

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