C和Java中函数的可变参数列表

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        所谓“可变参数列表”就是指函数的形参的数目和类型是不确定的。printf函数就是一个可变参数的函数，第一个参数是格式化字符串，后面可以跟任意数目的参数。而我们平时使用的函数，其参数的数目和类型都是固定的，一旦声明，无法改变。

1. 先看一个问题

        计算一系列值的平均值，注意：这些值不是保存在数组中的，而是在参数中显示的传递。

常见的实现方式可能如下：

/*参数：    n_values    可变参数的个数    v1, v2, v3, v4, v5     待计算平均数的参数返回值：    返回n_values个参数的平均值    */float average( int n_values, int v1, int v2, int v3, int v4, int v5 ){    float sum =v1;    if( n_values>=2 ){        sum += v2;    }else if( n_values>=3 ){        sum += v3;    }else if( n_values>=4 ){        sum += v4;    }else if( n_values>=5 ){        sum += v5;    }    return sum/n_values; }

        但是这种实现方式的缺点很明显：只能计算5个数的平均数，调用时加上n_values一共能且只能传递6个参数。

2. 在C中实现可变参数列表

        C语言中使用头文件stdarg.h来实现可变参数。stdarg.h属于标准库，其声明了一个类型va_list和三个宏（va_start、va_arg、va_end）。

具体的使用步骤如下：

1. 在函数声明中使用 省略号;
2. 在函数体中穿件一个va_list类型的变量；
3. 用宏va_start将该变量初始化为一个参数列表；
4. 用宏va_arg访问这个参数列表；
5. 用宏va_end完成清理工作；

         下面分别介绍它们的使用方法：

        2.1 在声明中使用省略号（就是3个句点）。 
              也就是说函数的声明要写成类似下面的形式：void(int n_values, …)。和普通函数一样，书写该函数的原型时，要和函数的定义保持一致，即也要使用省略号。

        2.2 声明一个va_list类型的变量。  
              声明方式为：va_list arg;  可以讲这里的变量名称arg替换为其它名称。

        2.3 用宏va_start将该变量初始化为一个参数列表。作用是将调用时传递的参数列表复制到va_list变量中。 
              va_start需要两个参数：va_list类型变量的名称，省略号前最后一个命名参数。

        2.4 用宏va_arg访问这个参数列表。只能从前往后依次访问，即第一次调用返回参数列表的第一项，第二次调用返回第二项。 
              va_arg需要两个参数：va_list类型变量的名称，下一个变量的类型。

        2.5 用宏ar_end完成清理工作。例如：释放动态分配的用于存放可变参数的内存等。 
              va_end需要一个参数：va_list类型变量的名称。在调用va_end以后，只有通过va_start重新对列表进行初始化以后，才能继续使用变量arg。

3.用 可变参数列表 解决上面的均值问题

代码如下：
/*参数： n_values 可变参数的个数 ... 可变参数，需要导入头文件stdarg.h 返回值： 返回n_values个参数的平均值 */float average2( int n_values, ... ){/* 在函数声明中使用 省略号 */ va_list arg; /* 声明va_list类型的变量 */ int count; float sum = 0; /* 用宏va_start将该va_list类型变量初始化为一个参数列表 */ va_start( arg, n_values ); int temp; for( count=0; count<n_values; count++ ){ /* 用宏va_arg依次访问这个参数列表*/ temp = va_arg( arg, int ); sum += temp; } /* 用宏va_end完成清理工作 */ va_end( arg ); return sum/n_values;}

4.注意事项：

        1. 在省略号之前必须有一个命名参数。
            因为如果连一个命名参数都没有，那么无法使用va_start。其实在C的内部实现中，是通过在省略号之前、并且紧挨着省略号的该变量来确定 可变参数的开始位置，所以必须要有至少一个命名参数。

        2. 在省略号之后不能再有命名参数。
            因为可变参数的长度可以变化，如果在省略号之后还有命名参数，那么编译器无法确定应该把这个命名参数当做可变参数，还是应该当做命名参数，会引起歧义。

        3. 无法直接获得可变参数列表中的参数的数量和类型。
            如果需要获得参数的数量和类型，就必须使用其他标志。例如：在printf函数中，通过“格式化字符串”中的“格式化字符”（如%d）既指定了可变参数的数量，也指定了可变参数的类型。

        4. 不能在va_arg中指定错误的类型。
            例如：上面的程序中，可变参数部分如果含有一个浮点数2.0，那么其结果是未定义的。
            原因分析：值在计算机中都是以0和1来存储的，一个值的类型无法简单的通过它被存储的位模式来判断，而要看它被解释成为什么类型。例如：位模式0100 0000 0100 1000 1111 0101 1100 0011被解释成单精度浮点数float值为3.14，被解释成整数值为1 078 523 331。所以如果指定了错误的类型，那么结果可能会相差千里。

        5. 注意参数传递时的“缺省类型提升”。char、short、float类型的值将缺省提升为 int 和 double型。所以如果需要char、short和float类型时，在va_arg中需要使用int和double。原因与上一条注意事项（“不能在va_arg中指定错误的类型”）相同。

        6. 通过va_arg依次访问参数列表时，不能进行回退访问。
            如果需要进行回退访问，可以使用宏va_copy，将va_list变量arg1拷贝成arg2，通过访问arg2来实现访问已经在arg1中已经访问过的参数。
            例子代码如下：在下面这段代码中，虽然arg已经不能再访问前面两项，但是可以通过arg2中重新获取这两项。

    va_list arg;    va_list arg2;    va_start(ap, n_values);    va_copy(arg2, arg);    va_arg(arg, int);    va_arg(arg, int);

5. 练习一下：

         题目：编写一个max_list的函数，检查任意数目的整形参数并返回它们中的最大值。参数列表以一个负值结尾，用来表示列表的结束。

        实现代码如下：

#include #include #include    /* 可变长度参数需要 包含的头文件 *//*说明：本题目中没有表示长度的第一个参数，但是使用stdarg需要在列表前有一个参数。    解决方法：将列表的第一个元素 作为使用stdarg需要的第一个参数。              而且，由于列表以负数结尾，即如果第一个元素为负数时，表示列表中没有元素； */int max_list( int first, ... );int main(){    /* 测试max_list函数 */     int max = max_list(2, 4, 5, 6, 7, 1, -1);    printf("%d   /n", max);        max = max_list(-1);    printf("%d   /n", max);        max = max_list(2, -10);    printf("%d   /n", max);        getchar();    return EXIT_SUCCESS;} int max_list( int first, ... ){    va_list arg;    int max; /* 用来保存结果 */     /* first为负数时，说明列表为空，返回0 */    if( first<0 ){        return 0;    }        /* 用va_start初始化arg， 第一个参数为va_list的名字，第二个为省略号前的最后一个变量 */    va_start( arg, first );        /* 寻找最大数 */    max = first;    int temp = va_arg( arg, int );     while( temp>=0 ){        if( temp>max ){            max = temp;        }        temp = va_arg(arg, int);    }         /* 结束时要调用va_end */    va_end(arg);        return max;}

6. java中的可变参数列表

6.1  格式

        Java中的可变参数列表使用起来比较简单。函数声明格式如下：

methodName([argumentList], dataType...argumentName)

        argumentList：普通参数，可选；
        dataType：数据类型或者类。调用该函数时，参数自动转换成dataType类型的数组；
        ... ：Java的操作符，表示可以接收0到多个参数，注意必须是3个点；
        argumentName——参数名。           注意，可变参数必须在最后。

6.2   注意事项

         1. 可变参数只能作为函数的最后一个参数，但其前面可以有也可以没有任何其他参数。即与C语言相比，可变参数之后一定不能有其他命名参数，但java中可变参数之前 有或者没有 其他命名参数都可以，但在C语言中可变参数之前必须至少有一个命名参数。 
             由于可变参数必须是最后一个参数，所以一个函数最多只能有一个可变参数。如果有两个，那么前面的那一个就不是最后一个参数，出现错误。

         2. Java的可变参数，实质上是一个数组。所以可以获得可变参数的长度和类型，并且可以执行回退访问。

6.3   使用举例

        下面是一个求和的函数。

public class TestVariableArguments {public static void main(String[] args) {int temp;temp = add(1, 2, 3, 4, 5);System.out.println(temp);}public static int add( int ... args ){int sum = 0;for(int i=0; i<args.length; i++){sum +=args[i];}return sum;}}

参考资料：《C和指针》，《C primer plus》

本文链接：http://blog.csdn.net/daheiantian/archive/2011/01/08/6196946.aspx