戏说C语言变量

redraiment, 2009-12-18

好玩的问题

　　今早帮老师去答疑，一位同学跑来问：“使用 printf 输出 %d、%c 时，后面传的参数都是变量的值，为什么 %s 看起来和它们不一样，要传一个地址？”我说：“小伙子很有前途，一般人不问这样的问题，哈哈！”

　　这个问题类似 Java 中基础类型传递值、对象传递引用，这么设计是为了提高效率。对于还没学完C语言的初学者来说，如果我给他扯一堆“底层设计”或“效率”等显然不合适，还极有可能掉进“值传递还是址传递”等文字游戏漩涡中，估计到了最后也只能在他听得晕头转向时搪塞一句“当初就是这么设计的”。为了尽快得给他满意的答复，我只要想办法让 %s “看起来”和其他标记一样就行了，于是写了如下的代码：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

typedef char STRING[80];

int main ( void )
{

    STRING s = "redraiment";

    int i = 1;

    printf("%s, %d\n", s, i);

    return EXIT_SUCCESS;

}

　　然后我告诉他：“因为C语言不够抽象，让你知道了太多的底层实现细节，比如你知道字符串在内存中是以字符数组的形式保存的。现在我用 typedef 定义了一个字符串类型，把这些细节屏蔽掉。通过 STRING s; 来定义一个名字是 s 的字符串类型变量，这样就和用 double d; int i; 等方式定义变量一样，你无需了解它们在内存中如何实现。此时，对于 printf 来说，%s、%d 后面跟着的 s, i 都是一回事了，它们都是变量的名字，里面保存着不同类型的数据。”很幸运，前面的话解决了他的疑惑，让我剩下不少口水:P。

指针和数组的定义是个BUG

　　我初学C语言时，也有过类似的困惑：指针和数组别样的定义方式让我以为它们有别于普通类型。所有普通类型、自定义的结构体类型的定义方式都是 TYPE name，数据类型后面紧跟着变量名。因此，就理论上来说，你定义一个指针 int* pi，其中表示指针类型的“*”应该从属于 int。但很遗憾，实际上它从属于变量名 pi，证据就是 int* pi, i; 中，变量 i 的类型是 int，而不是一个指针。

　　数组同样存在这样的问题：“[]”从属于变量名。解决的办法就是将指针或数组自定义成新类型，比如：

typedef int* PINT;
PINT p1, p2;

　　此时 p1 和 p2 都是指针。切忌不能用宏来解决，它依然会存在上面的问题。

神奇的声明

　　每次提起变量声明时，我都会想起《C专家编程》里“骑士和公主”的故事。这是一个很绕嘴的故事（国外诗歌的名字读不习惯），我姑且用毛主席的《沁园春·雪》打个类似的比方。“沁园春”是词牌名，它是“(仄)仄平平，(仄)仄平平，仄仄仄平（韵）……”；只要按照这种词牌格式写的词，都被称作“沁园春”；这首词本身的名字称作“雪”；“雪”这首词的内容是“北国风光，千里冰封，万里雪飘……”。把前面关键词（加粗）部分列于表中：

	被称作	是
词的名字	沁园春	“(仄)仄平平……”
词	雪	“北国风光 ……”

　　也许你还不是很了解，我们再把文章开头的问题也罗列成表格：

	被称作	是
变量的类型	STRING	char [80]
变量	s	"redraiment"

　　现在清晰了，你明白我们的毛主席也是一个编程高手，他创建了“沁园春 雪, 国情, 长沙;”等多首词。