C语言里的可变参数

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       作者：清林，博客名：飞空静渡

在c语言中有一种函数，它可以有可变参数，即是说它的参数的个数是不确定的。一个最典型的函数就是printf函数。其实我们自己也可以定义我们的可变参数的函数。

在udev的源代码里，我们也可以看到有可变参数的应用，在libudev.c源文件中有以下代码。

void udev_log(struct udev *udev,int priority, const char *file, int line, const char *fn,const char *format, ...){ va_list args; va_start(args, format); udev->log_fn(udev, priority, file, line, fn, format, args); va_end(args);}

这是一个写log的函数，其中就用到了可变参数。

下面我们就来说一下可变参数的用法。

先看下使用可变参数都有哪几个宏。

在c89中定义的有va_start(),va_arg(), 和va_end()这三个宏，在c99中又增加了一va_copy()的宏。

在上面的代码中，我们已经看到了这几个洪的使用，下面我将用一个官方的例子来说明这几个宏的使用。下面是一个官方的例子代码：

#include <stdio.h>#include <stdarg.h>voidfoo(char *fmt, ...){ va_list ap; int d; char c, *s; va_start(ap, fmt); while (*fmt) switch (*fmt++) { case 's': /* string */ s = va_arg(ap, char *); printf("string %s/n", s); break; case 'd': /* int */ d = va_arg(ap, int); printf("int %d/n", d); break; case 'c': /* char */ /* need a cast here since va_arg only takes fully promoted types */ c = (char) va_arg(ap, int); printf("char %c/n", c); break; } va_end(ap);}

下面我将一个一个的说明。

首先，看一下这几个宏的用法:

voidva_start(va_list ap, last);

typeva_arg(va_list ap, type);

voidva_end(va_list ap);

voidva_copy(va_list dest, va_list src);

我们在使用任何的可变参数时，都必须先声明一个va_list变量，而且是在va_start之前声明，如上面的va_listap。在声明完这个变量后就可以使用这几个宏了。

voidva_start(va_list ap, last);

va_start用来初始化我们刚才声明的ap变量，last就是我们的可变参数的前一个参数，如上面的代码中的 va_start(ap,fmt)，fmt就是我们可变参数...前的参数。在调用va_start初始化ap后，我们才可以使用va_arg和va_end这两个宏。在使用va_start后ap会指向我们参数栈中的可变参数中的第一个参数（我们的函数的参数是放在栈里的，后面用图详细说明）。

typeva_arg(va_list ap, type);

va_arg的作用是取可变参数里的一个参数。ap是我们va_start中初始化中的ap，tyep是由我们自己指定的一个类型，在调用va_arg后，会返回可变参数中的一个参数，并会使ap指向下一个参数。我们来看下上面的代码：

while (*fmt) switch (*fmt++) { case 's': /* string */ s = va_arg(ap, char *); printf("string %s/n", s); break; case 'd': /* int */ d = va_arg(ap, int); printf("int %d/n", d); break; case 'c': /* char */ /* need a cast here since va_arg only takes fully promoted types */ c = (char) va_arg(ap, int); printf("char %c/n", c); break; }

由上面的程序我们可以知道，如果fmt的值是s的话，那么它后面的第一个参数是一个字符串指针，我们将会取得这个字符串并赋给s变量并打印出来；如果fmt的值是d的话，那么它后面的第一个参数是一个整型值，我们就把这个值赋给变量d并打印出来等等。

我们可以看到，va_arg的第二个参数的类型就返回值的类型，我们为什么要用这个参数呢？我们看下图,下图foo函数的栈结构。

假设我们的可变参数是intn，charc；即我们的函数

void

foo(char*fmt, …)

是这样的

void

foo(char*fmt, int n, char c)

那么当我们使用va_start(ap，fmt)时，我们的ap就指向intn,当我们调用intn1=va_arg(ap,int)时，我们的n1就等于n，而我们需要int这个参数是因为我们要知道n的大小，这样我们的ap就可以指向下一个产生c了，即在调用va_arg(ap,int)后，ap指向c了，这样下次我们就可以方便的取c的值。如果intn的类型出错，例如我们这样shorts＝va_arg(ap,short)或者根本没有intn这个参数，即后面已经没有参数了，而我们还调用va_arg来获取参数，那么我们就会得到一个不确定的错误的。

voidva_end(va_list ap);

任何调用了va_start后，都必须要调用va_end来清除ap（ap的内部实现为一个指针）。

需要注意的一点是,va_start的宏的实现里带有{括号，而va_end的实现里带有}括号，所以这两个宏必须成对出现，而且只能出现在同一个函数里。

voidva_copy(va_list dest, va_list src);

一般我们会这样赋值：

va_listaq = ap;

或者

va_listaq;

*aq= *ap;

我们看到我们前面的函数的参数是放在栈里的，但是有些系统的函数的参数是放在寄存器里的，因此c99就定义了这个va_copy。

va_listaq;

va_copy(aq,ap);

...

va_end(aq);

下面是详细说明的英文，大家参考看看（你可以在linux系统了的man3 stdarg手册里看到）。

va_copy()

An obvious implementation would have a va_list be a pointer to thestack frame of the variadic function. In such a setup (by far themost common) there seems noth‐

ingagainst an assignment

va_listaq = ap;

Unfortunately,there are also systems that make it an array of pointers (of length1), and there one needs

va_listaq;

*aq= *ap;

Finally,on systems where arguments are passed in registers, it may benecessary for va_start() to allocate memory, store the argumentsthere, and also an indication

of which argument is next, so that va_arg() can step through the list. Now va_end() can free the allocated memory again. To accommodatethis situation, C99 adds a

macrova_copy(), so that the above assignment can be replaced by

va_listaq;

va_copy(aq,ap);

...

va_end(aq);

Eachinvocation of va_copy() must be matched by a corresponding invocationof va_end() in the same function. Some systems that do not supply va_copy() have

__va_copyinstead, since that was the name used in the draft proposal.