资料 | 使用Clockwise/Spiral Rule技巧轻松读懂变量/函数声明

最近在翻看stackoverflow时看到了一篇文章[2]，主要介绍了const int*, const int * const, int const的区别，排名第一的答案中引用了一种叫Clockwise/Spiral Rule的技巧（David Anderson于1994年05月06日写的一篇博客），笔者仔细看了下，感觉这个方法非常棒，有必要给各位同学分享一下。

通过阅读本文，编程者可以很方便地搞清楚C/C++变量或者函数声明。

规则

Step 1. 从未知的变量开始，以“螺旋状+顺时针”方向移动，当遇到以下内容时，用相应的英文语句来代替它们：

[X] or []
=> Array X size of... or Array undefined size of...

(type1, type2)
=> function passing type1 and type2 returning...

*
=> pointer(s) to...

Step 2. 重复Step 1，直到所有的符号都被遍历；

Step 3. 一定要先解决括号里的东西！

例1: 简单声明

     +-------+
     | +-+   |
     | ^ |   |
char *str[10];
 ^   ^   |   |
 |   +---+   |
 +-----------+

首先问自己的一个问题：str是什么玩意？

str is an ...

• 我们从str开始，以螺旋式顺时针方向移动，看到的第一个字符是[，所以，这意味着这里有一个数组，所以...

str is an array 10 of...

• 继续以螺旋式的顺时针方向前进，我们遇到的下一符号是*，所以，这意味着这里有个指针，所以...

str is an array 10 of pointers to...

• 继续沿螺旋方向前进，我们到了行的末端（;），继续前进得到了char类型，所以...

str is an array 10 of pointers to char

• 现在已经访问了每一个符号，搞定！

例2: 指向函数声明的指针

     +--------------------+
     | +---+              |
     | |+-+|              |
     | |^ ||              |
char *(*fp)( int, float *);
 ^   ^ ^  ||              |
 |   | +--+|              |
 |   +-----+              |
 +------------------------+

首先问自己的一个问题：fp是什么玩意？

fp is a ...

• 我们从fp开始，以螺旋式顺时针方向移动，看到的第一个字符是)，因此fp在括号内，所以在括号内继续螺旋式移动，看到的下一个字符是*，所以...

fp is a pointer to...

• 我们离开了小括号，继续以螺旋式顺时针方向前进，我们看到了(；因此，我们遇到了一个函数，所以...

fp is a pointer to a function passing an int and a pointer to float returning...

• 继续以螺旋方式进行，然后我们看到 * 字符，所以...

fp is a pointer to a function passing an int and a pointer to float returning a pointer to...

• 以螺旋的方式继续，我们看到了;，但还没有访问所有的符号，所以继续，最后到了char类型，所以...

fp is a pointer to a function passing an int and a pointer to float returning a pointer to char

• 现在已经访问了每一个符号，搞定！

例3: 终极挑战！

      +-----------------------------+
      |                  +---+      |
      |  +---+           |+-+|      |
      |  ^   |           |^ ||      |
void (*signal(int, void (*fp)(int)))(int);
 ^    ^      |      ^    ^  ||      |
 |    +------+      |    +--+|      |
 |                  +--------+      |
 +----------------------------------+

首先问自己的一个问题：signal是什么玩意？（注意，变量signal在括号内，所以我们必须先搞定它）

signal is a ...

• 沿着顺时针方向移动，我们看到(，所以有...

signal is a function passing an int and a ...

• 额，函数传参的第二个变量有点复杂；那我们可以对fp使用同样的规则，所以...fp是什么玩意？fp也在小括号内，所以继续，我们看到一个*，所以...

fp is a pointer to...

• 继续沿顺时针方向螺旋上升，我们得到了(，所以我们知道遇到了函数...

fp is a pointer to a function passing int returning...

• 现在继续走出函数的小括号，我们看到了void，所以...

fp is a pointer to a function passing int returning nothing(void)

• 我们已经完成了解析fp，所以让我们继续解析signal，我们现在有...

signal is a function passing an int and a pointer to a function passing int returning nothing(void)

• 注意到我们仍然在括号内，所以看到的下一个字符是 *，所以...

signal is a function passing an int and a pointer to a function passing int returning nothing returning a pointer to...

• 我们现在已经解决了括号内的符号，所以继续按顺时针方向，我们看到另一个(，我们知道遇到了函数，所以....

signal is a function passing an int and a pointer to a function passing int returning nothing returning a pointer to a function passing int returning...

• 最后我们继续，唯一剩下的就是void，所以signal的最终完整定义是...

signal is a function passing an int and a pointer to a function passing int returning nothing returning a pointer to a function passing int returning nothing(void)

• 现在已经访问了每一个符号，搞定！

其它

这个规则同样适用于const 以及 volatile，例如：

const char *ptr; 

ptr is a pointer to a char constant （ptr 是指向 const char 的指针，即ptr指向的值不可改变，但是指针可以改变）

char const *ptr; 

ptr is a pointer to a constant char

所以 const char *ptr 与 char const * ptr表示一个意思[2]。

char * const ptr;

ptr is a constant pointer to char （ptr 是一个const指针指向char，即ptr不可改变，但是指针指向的内容可以改变）

volatile char * const ptr;

ptr is a constant pointer to char volatile

参考

1. David Anderson, Clockwise/Spiral Rule, http://c-faq.com/decl/spiral.anderson.html, 1994.
2. stackoverflow, What is the difference between const int*, const int * const, and int const *?