C陷阱与缺陷阅读笔记（下）

关于printf函数

printf函数将数据写到标准输出，fprintf函数将数据写到任何文件，sprintf函数格式化字符串。这三个函数的返回值都是已经处理的字符数。

sprintf函数作为输出数据结束标志的空字符不计入返回值，printf和fprintf函数在试图写入时出现的I/O错误，将返回一个负值，此时我们无法得出究竟有多少字符已经被写出。sprintf不进行I/O操作，因此不会返回负值。当然也不排除因为C语言实现的某种原因返回负值。

对printf所输出的字符串，遵循通常的C语言习惯，即以空字符结束，因此，要用双引号括起来，把这个字符串写成字符串常量的形式，能够自动保证它以空字符结尾。该函数把格式说明字符串中的字符逐一复制到标准输出中，直到格式字符串结束或者遇到%字符，此时printf查看%后紧跟的字符而不打印%字符，以获得有关如何转换其下一个参数的指示。

sprintf和printf的第一个参数不一样，其他都一样。

关于printf函数的参数，有如下说明：

%o,%x，%X都是以无符号数据打印的。

%s,格式项对于的输出字符串必须以空字符结束，舍此别无他法。如果不是以空字符结束，则printf函数将不断打印其后的字符，直到内存某处找到空字符，这种情况下，最终打印的数据将会是乱码，且可能会很长很长。

%g，用来打印那些不需要按列对齐的浮点数。即会舍弃数值尾的零，保留6位有效数字。如果实际数据超过6位有效数字，则用科学计数法表示。对于较小的数字，只有该数的指数小于等于5时，采用科学计数法处理。

   printf("%g\n", 3.14159e-4);0.000314159
   printf("%g\n", 3.14159e-5);3.14159e-005

%e,打印小数点后6位有效数字，用0填充。%f也是 如此。

修饰符

长度修饰符l只对用于整型的格式码有效。

宽度修饰符对所有的格式码都有效，甚至%%也不例外。如果不能填满设置的宽度域，左边用空格字符填充，超过则挤占同一行右侧紧邻数值的位置。

精度修饰符与格式码有关，对于整型，指定了打印的数字的最少位数。不够则补0，对于%e,%E,%f,表示小数点后的位数，%.0f,除非标志另有说明，否则不打印小数点。%g,%G精度修饰符指定了打印数值中的有效数字位数，除非标志另有说明，非有效数字的0被去掉，如果小数点后不跟数字，则小数点被删除。对于%s，精度修饰符指定将要从相应的字符串中打印的字符数。

标志符：

在显示宽度大于被显示的位数时，数据尾部都是以显示区的右端对齐的，标识符-的作用是将其改为左端对齐。因此，仅当域宽修饰符存在时，标识符-才有意义。

标识符+的作用是，规定每个待打印的数值在输出时都应该以它的符号（正负）作为第一个字符。

+和空白字符一起出现时，以+的作用为主。

标示符#的作用与具体的格式项有关：

给%o加上#的作用是，当有必要时增加数值的输出精度。

%#x，%#X，输出0xXX，，，0XXX，，，，

%#o，输出0XXX

%#f，要求小数点必须被打印出来，即使小数点后没有数字。

%#g,打印出的数值尾缀不会被去掉，共6位有效数字。

可变域宽与精度

printf("%*.*s\n", 12, 5, str);

%p，打印指针地址

%n，打印打印出的字符数。

可变参数列表设计

类似于printf函数的可变参数设计，其机制是类似的，只需要知道第一个参数的类型，就可以对其进行存取，一旦第n个参数被成功的存取，第n+1个参数就可以在仅知道类型的情况下进行存取，并且按这种方式存取一个参数的时间不应该太多。需要注意的是，对于参数的存取顺序，都没有必要，另外参数列表是否结束通常也不必要。

大多数C语言实现上述机制，都是通过一组varargs的宏定义。虽然这些宏的实现与特定的C语言实现有关，但是只要运用得到，还是能够在大多数机器上使用可变参数列表。

首先，包含这组宏：

#include <varargs.h>

这组宏包含：

va_list :该宏是用来定义一个数据类型，我们用该宏申明一个对象ap,则只需要给定ap与第1个参数的类型就可以确定第1个参数的值。实际上，在任何一个C实现中，对于可变参数列表的第n个参数，在已知其类型的情况下，要对其进行存取还需要知道一些信息，这些信息通过已经可以存取的第一个参数到第n-1个参数而间接得到，因此可以把ap看成是指向参数列表内部的指针。通过va_list存取一个参数后，va_list被更新，指向下一个参数。

va_start:初始化ap,即指向参数列表头

va_end:清空ap

va_arg:获取参数

va_alist:该宏将扩展为特定C实现所要求的参数列表，这样函数就能够处理变长参数。

va_dcl:va_alist 的声明(UNIX version only) ，即将扩展为与参数列表对应的申明。

也就是说：

如果要定义一个可变参数的函数，则定义如下：

int fun(int first, ...); ANSI 版本

int fun(va_alist) va_dcl ;UNIX版本

这里举例说明：

#define END -1

int va_sum (int first_num, ...)
{
    // (1) 定义参数列表
    va_list ap;
    // (2) 初始化参数列表
    va_start(ap, first_num);

    int result = first_num;
    int temp = 0;
    // 获取参数值
    while ((temp = va_arg(ap, int)) != END) //va_arg 用于对一个参数进行存取，它的两个参数为va_list变量名和希望存取的参数类型，va_arg将取得这个参数，并更新va_list指向下一个参数、
    {
        result += temp;
    }

    // 关闭参数列表，一定要调用该宏，在大多数C实现上，调用va_end与否并无区别，但某些机器上，为了方便va_list遍历，实际采用动态分配内存。
    va_end(ap);

    return result;
}

vprintf,vfprintf,vsprintf与相应的函数在使用方式上类似，只是用va_list替换了格式字符串后的参数序列。用法如下：

char *format;

va_start(ap);

format = va_arg(ap, char *)；

fprintf(stderr, "error: ");

vfprintf(stderr, format, ap);

va_end(ap);

实现varargs.h

typedef char *va_list;

#define va_dcl int va_alist;

#define va_start(list) list = (char *)va_alist

#define va_end(list)

#define va_arg(list, mode) \

((mode *) (list += sizeof(mode)))[-1]

因此，

int fun(va_alist) va_dcl ;

被扩展为：

int fun(va_alist)  int va_alist ;

实际上这种实现方式隐含了要求函数参数在内存中连续储存。

va_arg有个陷阱要注意：

第2个参数不能用char ,short, float类型，因为char short类型被自动换成int类型，float会被换成double类型。

ANSI 版varargs.h

ANSIC对varargs.h 做了一种扩展，但前者能够运行的环境更多，可移植性更强，ANSIC的头文件为stdarg.h

其用法见例子，stdarg.h中并没有va_alist，va_dcl宏。