深度探索C语言函数可变长参数

基础部分

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。

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。

举例

#include <stdio.h>#include <stdarg.h>#define END -1int 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)    {        result += temp;    }    // 关闭参数列表    va_end(ap);    return result;}int main (){    int sum_val = va_sum(1, 2, 3, 4, 5, END);    printf ("%d", sum_val);    return 0;}

使用注意事项

宏定义在 stdarg.h 中，所以使用时，不要忘了添加头文件。
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）。
类型的匹配

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”

// stdarg.h#define va_start _crt_va_start#define va_arg _crt_va_arg#define va_end _crt_va_end// vadefs.htypedef 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：

#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：

_INTSIZEOF(i) = 4_INTSIZEOF(f) = 4_INTSIZEOF("Hello,world") = 12sizeof("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。

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）

参数从右向左压入堆栈
函数被调用者修改堆栈
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）

参数从右向左压入堆栈
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 。