深度探索C语言函数可变长参数

深度探索C语言函数可变长参数

独立博客链接：http://www.keepsimply.org/2012/08/18/deep-explore-c-va-arg/

作者：独酌逸醉
时间：2012.08.18 

一、基础部分

1.1 什么是可变长参数

可变长参数：顾名思义，就是函数的参数长度（数量）是可变的。比如 C语言的 printf系列的（格式化输入输出等）函数，都是参数可变的。下面是 printf函数的声明：

int printf ( const char * format, ... );

可变参数函数声明方式都是类似的。

1.2 如何实现

C语言可变参数通过三个宏（va_start、va_end、va_arg）和一个类型（va_list）实现的，

void va_start ( va_list ap, paramN );
参数：
ap: 可变参数列表地址 
paramN: 确定的参数
功能：初始化可变参数列表（把函数在 paramN之后的参数地址放到 ap中）。

void va_end ( va_list ap );
功能：关闭初始化列表（将 ap置空）。

type va_arg ( va_list ap, type );
功能：返回下一个参数的值。

va_list ：存储参数的类型信息。

好了，综合上面3个宏和一个类型可以猜出如何实现C语言可变长参数函数：用va_start获取参数列表（的地址）存储到 ap中，用 va_arg逐个获取值，最后用 va_arg将 ap置空。

1.3 举例

按 Ctrl+C 复制代码

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1.4 使用注意事项

1.     宏定义在 stdarg.h中，所以使用时，不要忘了添加头文件。

2.   设定一个参数结束标志（cplusplus上说，va_arg并不能确定哪个参数是最后一个参数）。

3.   类型的匹配

4.   期待您的补充……

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二、深入原理

“源码面前，一览无遗”！

以下源码，来自“..\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\include”

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// stdarg.h

#define va_start _crt_va_start

#define va_arg _crt_va_arg

#define va_end _crt_va_end

// vadefs.h

typedef char *  va_list;

#define _crt_va_start(ap,v)  ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )

#define _crt_va_arg(ap,t)    ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )

#define _crt_va_end(ap)      ( ap = (va_list)0 )

#define _ADDRESSOF(v)   ( &(v) )

#define _INTSIZEOF(n)   ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )

除了 _INTSIZEOF之外，其他都很好理解，举个例子吧：

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/* 作者：独酌逸醉

 * 时间：2012.08.18

 * 功能：测试 _INTSIZEOF 宏

 * IDE:  CodeBlocks 10.05

 */

 

#include <stdio.h>

#include <stdarg.h>

 

 

int main ()

{

    int i = 1;

    float f = 0.0;

    printf("_INTSIZEOF(i) = %d\n", (int)(_INTSIZEOF(i)));

    printf("_INTSIZEOF(f) = %d\n", (int)(_INTSIZEOF(f)));

    printf("_INTSIZEOF(\"Hello,world\") = %d\n", (int)(_INTSIZEOF("Hello,world")));

    printf("sizeof(\"Hello,world\") = %d\n", sizeof("Hello,world") );

    return 0;

}

输出结果：

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4

_INTSIZEOF(i) = 4

_INTSIZEOF(f) = 4

_INTSIZEOF("Hello,world") = 12

sizeof("Hello,world") = 12

既然 sizeof和 _INTSIZEOF值一样，为什么不直接用 sizeof呢？干嘛要写的那么复杂？答案是为了字节对齐（无论32位还是64位机器，sizeof(int)永远代表机器的位数，明白了吧！^_^）

现在再去看变长参数的实现：其实就是把参数在栈中的地址记录到 ap中（通过一个确定参数 paramN确定地址），然后逐个读取值。

此时是否有一种豁然开朗的感觉？至少明白了许多，也清楚了很多。

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三、知识扩展

可能大家也猜到了，我扩展要扩展什么了？！^_^

简单介绍两种函数调用约定

__stdcall （C++默认）

1.     参数从右向左压入堆栈

2.   函数被调用者修改堆栈

3.   函数名(在编译器这个层次)自动加前导的下划线，后面紧跟一个@符号，其后紧跟着参数的尺寸

__cdecl （C语言默认）

1.     参数从右向左压入堆栈

2.   参数由调用者清楚，手动清栈，被调用函数不会要求调用者传递多少参数，调用者传递过多或者过少的参数，甚至完全不同的参数都不会产生编译阶段的错误。

那么，变参函数的调用方式为（也只能是）：__cdecl。

本来打算多写一点扩展的，又担心会文不符题，所以感兴趣的朋友可以去看参考资料中的文章，有一些介绍的很详细。

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参考资料

1.   http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_start/

2.   http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_end/

3.   http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_list/

4.   http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_arg/

5.   http://51hired.com/questions/13278?sort=oldest

6.   http://www.cnblogs.com/diyunpeng/archive/2010/01/09/1643160.html

7.   http://blog.csdn.net/huanjieshuijing/article/details/5822942

8.   http://baike.baidu.com/view/1280676.htm

 

c语言变长参数函数

 (2012-05-20 22:24:34)

转载▼

标签： 

杂谈

1、  要在函数中包含可变参数，首先应该在头文件中包含<stdarg.h>，即#include <stdarg.h>。这个头文件声明了一个va_list类型和四个操作可变参数的函数：

void va_start(va_list ap, argN);

void va_copy(va_list dest, va_list src);

type va_arg(va_list ap, type);

void va_end(va_list ap);

2、  所有的操作主要围绕头文件中声明的va_list和四个宏(函数)va_start()，va_copy()，va_arg()和va_end()。

va_list：va_list变量将能够用来操纵整个可变参数列表；

va_start()：va_start()被用来初始化va_list类型的参数ap，并且是ap指向第一个可选参数；后面的参数argN一般值得是可变参数前一个参数，对于有可变长参数，但是在可变长参数钱没有任何固定参数的函数，如int func(...)是不允许的。这是ANSI C所要求的，变参函数在...之前至少得有一个固定参数。这个固定参数将被传递给va_start()，然后用va_arg()和va_end()来确定所有实际调用时可变长参数的类型和值；

va_arg()：这个宏能够返回ap指向的列表中的参数的下一个参数，每一次调用va_arg()都修改ap的值，这样就能正确的返回参数列表中的值。type参数是ap所指向的数据类型；

va_copy() ：复制va_list类型的变量。每次调用va_copy，必须有相应的va_end调用。

va_end()：每次调用va_start()和v_copy()之后都要调用va_end()来销毁变量ap，即将指针置为NULL；

3、  下面将举一个简单的例子来说明怎么编写自己的可变长参数的函数：

#include <stdio.h>

#include <stdarg.h>

 

void myprintf(const char *format, ...)

{

        va_list ap;

        char c;

 

        va_start(ap, format);

        while(c = *format++)

        {

                switch(c)

                {

                        case'c':

                                {

                                       

                                        charch = va_arg(ap, int);

                                        putchar(ch);

                                        break;

                                }

                        case's':

                                {

                                        char*p = va_arg(ap, char *);

                                        fputs(p,stdout);

                                        break;

                                }

                        default:

                                putchar(c);

                }

        }

        va_end(ap);

}

 

int main(void)

{

        myprintf("c\ts\n","1","hello");

        return 0;

}