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C语言之声明

1.声明与定义

声明语法

说明符（说明类型或修改缺省属性） 声明表达式列表

• 说明符
  • 类型说明：int, float
  • 存储属性：static，auto
  • 类型限定：const, volatile

声明 VS 定义

• 说明类型：取值范围和合法操作
• 定义：分配存储空间

2.初始化

显式初始化

• 静态变量(含全局变量)：使用常量表达式初始化一次
• 自动变量：每次执行时使用赋值语句初始化

非显式初始化

• 静态变量(含全局变量)：编译时初始化，缺省值为0
• 自动变量：运行时初始化，缺省为无效值

3.复杂声明与typedef

复杂声明

左右法则：从最里面的圆括号（未定义的标识符）开始，先看其右边，再看其左边，遇到括号时调转方向。一旦解析完括号的内容即可跳出圆括号，重复该过程直到解析完毕。

int *(*(*f)(int))[10];
// (*f) f是一个指针
// (*f1(int)) f1是一个函数指针，所指向的函数返回值是一个指针，参数是(int)
// int *f2[10] f2是一个数组指针，指向数组 int * a[10]
// 综上，f是一个函数指针，指向函数参数为(int), 返回值为指向 int *a[10]的数组指针，其所指向的数组元素类型为 int*
// pointer to function returning pointer to array[10] of pointer to int

char (*(*x())[])();
// *x(), x是一个函数，返回值类型是一个指针
// *(x1)[], x1是一个指针数组，元素类型是指针
// char x2(), x2是一个函数，返回值类型为char
// 综上，x是一个函数，返回值类型是一个指针数组，其数组元素类型是返回值类型为char的函数的指针
// function returning pointer to array[] of pointer to function returning char

char (*(*x[3])())[5];
// *x[3], x是一个数组，元素类型是指针
// *x1(), x1是一个函数，返回值是指针
// char x2[5], x2是数组，元素类型是char
// 综上，x是一个数组，元素类型是函数指针，该函数返回值类型是数组指针，指向元素类型为char的数组
// array[3] of pointer to function returning pointer to array[5] of char

Unix 系统的 cdecl 程序实现了声明的解析，可参考 comp.sources.unix.newsgroup

typedef

语法和声明类似，将标识符作为类型的别名

1. 让代码更加清晰简洁

• 定义结构体，联合，枚举等变量

  typedef struct student {
    char name[];
    int score;
  } T_Stu, *PT_Stu;
  
  T_Stu tStu1 = {"Bob", 78};
  PT_Stu ptStu1 = &tStu1;
  
  typedef enum color {
    red, white, block,
  } colot_t;
  color_t color1 = red;
  

• 简化复杂声明

  // int *(*array[10])(int *p);
  typedef int *(func_ptr)(int *p);
  func_prt array[10];
  

2. 增加代码的可移植性

int 类型在不同的编译器和平台下所分配的存储字节不同，使用自定义的数据类型而不是内置类型来增强可移植性

#ifdef PIC_16
typedef unsigned long u32  // 2 bytes for int, 4 bytes for long
#else
typedef unsigned int u32  // 4 bytes for both int and long in PIC_32
#endif

typedef 的适用情景

• 创建一个数据类型的别名
• 跨平台的指定长度的类型, u32
• 与操作系统，BSP，网络字节相关的数据类型，如size_t, pid_t等
• 不透明的数据类型，需要隐藏数据结构实现细节，只开放函数接口

避免滥用typedef: 参考 Linux Kernel Documennt的CodingStyle

4.辨析

• 数组与指针参数

  int fun(char *str);
  int func(char str[]);
  // 二者仅在当前声明上下文一致
  

• 数组和指针初始化

  char *p = "hello";
  char a[] = "hello"; // 特殊形式，等价于 char a[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
  

• 声明与定义

  int a;            // 变量的声明和定义
  extern int b;     // 变量的声明
  void f1(void){};  // 函数的声明和定义
  void f2(void);    // 函数的声明
  

• typedef VS #define

  typedef等价于存储类关键字，宏定义只是字符串替换

  • typedef 不支持继续使用static等存储类关键字
  • 宏定义不支持指针声明
  • typedef 具有作用域，宏定义在预处理阶段进行全局替换

  #define int *POINTER_TO_INT
  POINTER_TO_INT a, b, c; // b, c 无法被声明为指针类型
  
  // 与const关键字
  typedef char* PTCHAR1;
  #define PTCHAR2 char*;
  
  const PTCHAR1 p1; // PTCHAR1作为类型，可与consat调换位置，const修饰p1，指针常量
  const PTCHAR2 p2; // 等价于 const char* p2; char可与const调换位置，const修饰(*p2)，常量指针
  

//TODO Linux 内核中的声明，学习Linux源码时

5.参考

• 《C和指针》
  • 3.2 声明
  • 3.3 typedef
  • 13.2 高级声明
• 《嵌入式C语言的自我修养》
  • 7.5 typedef
  • 7.8.2 复杂声明
  • 9.4 头文件的深度解析
• 《C程序设计语言》
  • 2.4 声明
  • 4.9 初始化
  • 5.12 复杂声明
  • 6.7 类型定义（typedef）
• 《C专家编程》
  • 3 C语言的声明
  • 4.3 声明与定义

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