一段古怪的代码

很久很久以前，我在互联网上的某个角落看到了这样一段代码。

int main()
{
    int *(*(*pfunc)(void *(*)(int *, float), int))(int, double *) = 
        [](void *(*)(int *, float), int) -> int *(*)(int, double *) 
    { return [](int, double *) -> int * { return nullptr; }; };
    return 0;
}

该段代码可以在笔者的Clang++ 16上通过编译并正确运行。

（我看不懂，但我大受震撼.jpg）

为了复习我学过的指针、lambda函数知识，我决定试着解释这段代码。

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What’s happening?

前面的部分实在太复杂啦，也许我们可以从等号后面读起。

// 省略...
= [](void *(*)(int *, float), int) 
    -> int *(*)(int, double *) { 
    return [](int, double *) -> int * 
    { return nullptr; }; };

这显然是一个lambda表达式，他的返回类型是 int *(*)(int, double *) —— 一个参数类型为int, double *，返回int*的函数指针。

Lambda表达式是什么？

一种用来定义匿名函数的语法。

[/*捕获外部的变量*/]
(/*函数的参数*/)
->/*返回值类型。不填的话，编译器会帮你自动推导*/
{/*函数体部分*/};

函数指针是什么？

// 声明函数指针pFunc, 该函数接受两个int类型参数。
int (*pFunc)(int, int);
// 你可以像平常声明函数那样给参数起个名字。但没必要。

// 假设我们之前定义过了add函数（并且它刚好也接受两个int型参数）。
int pFunc = add;
// 函数名本身就是指向函数的指针

//调用！
(*pFunc)(2, 3);
// 加括号以避免符号运算顺序来捣乱

再看看这个表达式吧。

// 省略...
= [](void *(*)(int *, float), int) 
// 参数
// 第一个参数是一个函数指针，接受参数(int *, float)，返回void *
// 第二个参数是一个int型变量
-> int *(*)(int, double *) 
// 返回值类型
// 一个函数指针，接受参数(int, double *)，返回int *
{ return [](int, double *) -> int * { return nullptr; }; };
// 函数体
// omg 怎么是lambda套娃
// 接受(int, double *)，返回 (int*)nullptr
// Tips: nullptr 的类型是 std::nullptr_t
// 它是一个特殊的类型，可以隐式地转换为任何指针类型，但不能转换为其他类型。

那么前面呢？

既然后面是一个lambda表达式，前面大概就是在声明函数指针吧。

int *( 
    
    *(*pfunc) ( void *(*)(int *, float), int)  
    //~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
    )
    (int, double *)
    
    

是函数指针套娃，真难顶。

• 外层：一个函数指针，接受 (int, double *)，返回 int*。
• 内层：一个指向函数指针*pfunc的指针。

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结论

这段代码声明了pfunc，它指向一个接受(void *(*)(int *, float), int) 的函数，即后面那一大个lambda表达式。

pfunc返回一个int *(*)(int, double *)型函数指针，即套在里面的小lambda。很显然，他的返回值是被转换成int*类型的nullptr。

人类怎么能写出这样的代码呢？