Mengapa sintaks C untuk array, pointer, dan fungsi dirancang dengan cara ini?

Setelah melihat (dan bertanya!) Begitu banyak pertanyaan yang mirip

Apa yang dimaksud int (*f)(int (*a)[5])dengan C?

dan bahkan melihat bahwa mereka membuat program untuk membantu orang memahami sintaks C, saya bertanya-tanya:

Mengapa sintaks C dirancang dengan cara ini?

Misalnya, jika saya mendesain pointer, saya akan menerjemahkan "pointer ke array 10-elemen pointer" menjadi

int*[10]* p;

dan tidak

int* (*p)[10];

yang saya rasa kebanyakan orang akan setuju jauh lebih mudah.

Jadi saya bertanya-tanya, mengapa, eh, sintaks tidak intuitif? Apakah ada masalah khusus yang diselesaikan oleh sintaksis (mungkin ambiguitas?) Yang tidak saya sadari?

Pemahaman saya tentang sejarahnya adalah bahwa itu didasarkan pada dua poin utama ...

Pertama, penulis bahasa lebih suka membuat sintaks variabel-sentris daripada tipe-sentris. Artinya, mereka ingin seorang programmer untuk melihat deklarasi dan berpikir "jika saya menulis ekspresi *func(arg), itu akan menghasilkan int; jika saya menulis *arg[N]saya akan memiliki float" daripada " funcharus menjadi pointer ke fungsi yang mengambil ini dan mengembalikan itu ".

The C entri di Wikipedia mengklaim bahwa:

Gagasan Ritchie adalah untuk menyatakan pengidentifikasi dalam konteks yang menyerupai penggunaannya: "deklarasi mencerminkan penggunaan".

... mengutip p122 dari K & R2 yang, sayangnya, saya tidak perlu menyerahkan untuk menemukan kutipan diperpanjang untuk Anda.

Kedua sebenarnya sangat, sangat sulit untuk menghasilkan sintaks untuk deklarasi yang konsisten ketika Anda berurusan dengan tingkat tipuan yang sewenang-wenang. Contoh Anda mungkin bekerja dengan baik untuk mengekspresikan tipe yang Anda pikirkan di luar sana, tetapi apakah itu skala ke fungsi mengambil pointer ke array jenis tersebut, dan mengembalikan beberapa kekacauan mengerikan lainnya? (Mungkin benar, tetapi apakah Anda memeriksa? Bisakah Anda membuktikannya? ).

Ingat, bagian dari keberhasilan C adalah karena fakta bahwa kompiler ditulis untuk banyak platform yang berbeda, dan mungkin lebih baik untuk mengabaikan beberapa tingkat keterbacaan demi membuat kompiler lebih mudah untuk ditulis.

Karena itu, saya bukan ahli tata bahasa atau penulisan kompiler. Tapi saya cukup tahu untuk tahu ada banyak yang tahu;)

Banyak keanehan dari bahasa C dapat dijelaskan dengan cara komputer bekerja saat itu dirancang. Ada jumlah memori penyimpanan yang sangat terbatas, sehingga sangat penting untuk meminimalkan ukuran file kode sumber itu sendiri. Praktek pemrograman kembali pada tahun 70-an dan 80-an adalah untuk memastikan kode sumber mengandung karakter sesedikit mungkin, dan lebih disukai tidak ada komentar kode sumber yang berlebihan.

Ini tentu saja konyol hari ini, dengan ruang penyimpanan yang tidak terbatas pada hard drive. Tetapi itu adalah bagian dari alasan mengapa C memiliki sintaks aneh seperti itu pada umumnya.

Mengenai pointer array khusus, contoh kedua Anda seharusnya int (*p)[10];(yeah sintaksnya sangat membingungkan). Saya mungkin akan membacanya sebagai "int pointer to array of sepuluh" ... yang agak masuk akal. Jika bukan untuk kurung, kompiler akan menafsirkannya sebagai array dari sepuluh petunjuk saja, yang akan memberikan deklarasi makna yang sama sekali berbeda.

Karena array pointer dan pointer fungsi keduanya memiliki sintaks yang cukup tidak jelas dalam C, hal yang masuk akal untuk dilakukan adalah mengetikkan keanehannya. Mungkin seperti ini:

Contoh tidak jelas:

int func (int (*arr_ptr)[10])
{
  return 0;
}

int main()
{
  int array[10];
  int (*arr_ptr)[10]  = &array;
  int (*func_ptr)(int(*)[10]) = &func;

  func_ptr(arr_ptr);
}

Contoh tidak setara, tidak jelas:

typedef int array_t[10];
typedef int (*funcptr_t)(array_t*);


int func (array_t* arr_ptr)
{
  return 0;
}

int main()
{
  int        array[10];
  array_t*   arr_ptr  = &array; /* non-obscure array pointer */
  funcptr_t  func_ptr = &func;  /* non-obscure function pointer */

  func_ptr(arr_ptr);
}

Hal-hal bisa menjadi lebih tidak jelas jika Anda berurusan dengan array pointer fungsi. Atau yang paling tidak jelas dari semuanya: fungsi mengembalikan fungsi pointer (sedikit berguna). Jika Anda tidak menggunakan typedefs untuk hal-hal seperti itu, Anda akan dengan cepat menjadi gila.

Ini sangat sederhana: int *partinya *pint; int a[5]berarti itu a[i]int.

int (*f)(int (*a)[5])

Berarti itu *fadalah suatu fungsi, *aadalah array dari lima bilangan bulat, demikian fjuga fungsi mengambil pointer ke array dari lima bilangan bulat, dan mengembalikan int. Namun, dalam C tidak berguna untuk meneruskan pointer ke array.

Deklarasi C sangat jarang mendapatkan ini rumit.

Anda juga dapat mengklarifikasi menggunakan typedefs:

typedef int vec5[5];
int (*f)(vec5 *a);

Saya pikir Anda harus mempertimbangkan * [] sebagai operator yang dilampirkan ke variabel. * ditulis sebelum variabel, [] setelah.

Mari kita baca ekspresi tipe

int* (*p)[10];

Elemen terdalam adalah p, variabel, oleh karena itu

p

berarti: p adalah variabel.

Sebelum variabel ada *, operator * selalu diletakkan sebelum ekspresi yang dimaksud, oleh karena itu,

(*p)

berarti: variabel p adalah sebuah pointer. Tanpa () operator [] ke kanan akan memiliki prioritas lebih tinggi, yaitu

**p[]

akan diurai sebagai

*(*(p[]))

Langkah selanjutnya adalah []: karena tidak ada lagi (), [] memiliki prioritas lebih tinggi daripada * luar, oleh karena itu

(*p)[]

berarti: (variabel p adalah pointer) ke array. Maka kita memiliki yang kedua *:

* (*p)[]

berarti: ((variabel p adalah pointer) ke array) dari pointer

Akhirnya Anda memiliki operator int (nama jenis), yang memiliki prioritas terendah:

int* (*p)[]

berarti: (((variabel p adalah pointer) ke array) dari pointer) ke integer.

Jadi seluruh sistem didasarkan pada ekspresi tipe dengan operator, dan masing-masing operator memiliki aturan diutamakan sendiri. Ini memungkinkan untuk mendefinisikan tipe yang sangat kompleks.

Tidak begitu sulit ketika Anda mulai berpikir dan bahasa C tidak pernah mudah. Dan int*[10]* pbenar-benar tidak mudah daripada int* (*p)[10] Dan apa jenis k akan masukint*[10]* p, k;