關於Pointer(指標/指針/指位器)的宣告/定義風格

作者:蕭沖
Email: qs.xiao@gmail.com
時間:20060826


許多人都在爭議c/c++的pointer的宣告/定義風格:
type *var1; // code standard 1
type* var2; // code standard 2
似乎第二種方式比較容易讓人了解，但是事實上那樣的風格並不"正確"。
使用第二種風格有一種限制: 不能連續宣告
type* var3, var4 // 只有var3是pointer，var4是一般的變數
就compiler與從assembly的觀點來看，第二種方式才是對的。

每個變數名都代表著memory的位址，變數名只是方便讓我們不用去記憶每個放資料的位址。ASM裡有幾種定址方(addressing):
1/port addressing
2/register addressing //使用register來放資料
3/immediate addressing //直接給常數值
4/memory direct addressing //使用memory的位址放資料
5/memory indirect addressing //使用registers內容所記的位址放資料

4 的方式就像我們宣告一般變數名處理資料一樣
5則像是pointer 或是 array 間接的取資料
在ASM裡，使用[ ]符號來把register包起來，表示資料是放在這個register內資料所記載的位址，而非register的內容。[register]就像是把一般的變數加上一個[ ]的符號來表示它是用間接的方式來取值!就如同C/C++中用*來表達間接取值。
3的方式亦可見於const變數。當變數定義成const時，以後的存取方式都是以直接給值的方式來組譯。我們知道const int 與 int const 是一樣的宣告，如同pointer一樣，個人覺得用int const的方式才是"對"的。而且可以容易了解 int *const ptr的意義就是唯讀指標/針。把const variable翻成立即定址法!

再用個現實例子來說明一下變數與指標:
比如說你有數個倉庫，它們的門牌號碼是100號，103號，108號。100號裡放的是褲子，103號放的是上衣，108號放的是帽子。當我要請工人去拿上衣的時候，我就會說:請去103號拿庫存。經過一陣子，我們的倉庫變更多了，有好多的門牌號，110，111，120，131…我們自己都快記不住哪個號碼是放什麼。於是我們就想了個方法，即在門前貼上貼紙: 把100號貼上一個褲子的圖，把103號貼衣服的圖，把108號貼帽子的圖…當我們想要拿褲子的時候，我們不再告訴工人去100號拿，而是告訴工人去「貼有褲子的倉庫」拿貨。
上面的例子裡，門牌就相當於memory的位址，而貼紙就像是變數名。
那什麼情形是pointer呢? 比如說我們有一批臨時的食品乾貨，當貨來到倉庫時必需因應當時的倉庫使用情形而暫放在某個門牌號，等工人把貨確定放好位子後再回報放在哪個門牌上。為了這種臨時性的需求，我們開了一個門牌號，比如說140號，並也貼了一張辨識用的「食品記錄本圖」，然而裡面不放一般的貨，只放一個記錄本，上面會有工人回報門牌的記錄。於是當我們要工人去拿這臨時貨時，我們會說:去140號查記錄本，然後再去所記錄的門號拿貨來!
這個記錄圖就是代表pointer變數。

一般的圖和「記錄本圖」有什麼不同? 就是拿貨的方式不同。看到一般圖就進倉庫直接拿貨，看到記錄本圖就只道要進去查記錄本，再到確定的地方取貨。從這裡可以了解，貨品本身是哪一類的並不重要，重要的是圖哪一種圖!不同的圖代表不同的取貨方式。因此，你可以想像為何要用
type *var 的宣告。因為var和*var是不同的，var是去var的地位直接拿，*var是到var的地方去查本取貨，僅管這二個的貨品都是同一類的。
這麼說來，你能了解為何我說 type* var是看似合理，但並非根子裡是那樣的。也因此了解為何c/c++中
type* var1, var2 只有var1被compile成pointer。
*號應該看做是變數名的Qualifier(修飾詞)，而非type與type結合。