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请问怎么写一个可变参数的函数

发布时间: 2012-03-20 14:01:11 作者: rapoo

请教如何写一个可变参数的函数
就像大家都知道的printf函数那样,形参是数目不确定的函数
应该怎么写呢?

[解决办法]
可变参数学习笔记
前言:本文在很大程度上改编自网友kevintz的“C语言中可变参数的用法”一文,在行文之前先向这位前辈表示真诚的敬意和感谢。

一、什么是可变参数

我们在C语言编程中有时会遇到一些参数个数可变的函数,例如printf()函数,其函数原型为:

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

它除了有一个参数format固定以外,后面跟的参数的个数和类型是可变的(用三个点“…”做参数占位符),实际调用时可以有以下的形式: printf( "%d ",i);

printf( "%s ",s);

printf( "the number is %d ,string is:%s ", i, s);

以上这些东西已为大家所熟悉。但是究竟如何写可变参数的C函数以及这些可变参数的函数编译器是如何实现,这个问题却一直困扰了我好久。本文就这个问题进行一些探讨,希望能对大家有些帮助.



二、写一个简单的可变参数的C函数

先看例子程序。该函数至少有一个整数参数,其后占位符…,表示后面参数的个数不定. 在这个例子里,所有的输入参数必须都是整数,函数的功能只是打印所有参数的值.

函数代码如下:

//示例代码1:可变参数函数的使用

#include "stdio.h "

#include "stdarg.h "

void simple_va_fun(int start, ...)

{

va_list arg_ptr;

int nArgValue =start;

int nArgCout=0; //可变参数的数目

va_start(arg_ptr,start); //以固定参数的地址为起点确定变参的内存起始地址。

do

{

++nArgCout;

printf( "the %d th arg: %d\n ",nArgCout,nArgValue); //输出各参数的值

nArgValue = va_arg(arg_ptr,int); //得到下一个可变参数的值

} while(nArgValue != -1);

return;

}

int main(int argc, char* argv[])

{

simple_va_fun(100,-1);

simple_va_fun(100,200,-1);

return 0;

}

下面解释一下这些代码

从这个函数的实现可以看到,我们使用可变参数应该有以下步骤:

⑴由于在程序中将用到以下这些宏:

void va_start( va_list arg_ptr, prev_param );

type va_arg( va_list arg_ptr, type );

void va_end( va_list arg_ptr );

va在这里是variable-argument(可变参数)的意思.

这些宏定义在stdarg.h中,所以用到可变参数的程序应该包含这个头文件.

⑵函数里首先定义一个va_list型的变量,这里是arg_ptr,这个变

量是存储参数地址的指针.因为得到参数的地址之后,再结合参数的类型,才能得到参数的值。

⑶然后用va_start宏初始化⑵中定义的变量arg_ptr,这个宏的第二个参数是可变参数列表的前一个参数,即最后一个固定参数.

⑷然后依次用va_arg宏使arg_ptr返回可变参数的地址,得到这个地址之后,结合参数的类型,就可以得到参数的值。

⑸设定结束条件,这里的条件就是判断参数值是否为-1。注意被调的函数在调用时是不知道可变参数的正确数目的,程序员必须自己在代码中指明结束条件。至于为什么它不会知道参数的数目,读者在看完这几个宏的内部实现机制后,自然就会明白。



(二)可变参数在编译器中的处理

我们知道va_start,va_arg,va_end是在stdarg.h中被定义成宏的, 由于1)硬件平台的不同 2)编译器的不同,所以定义的宏也有所不同,下面看一下VC++6.0中stdarg.h里的代码(文件的路径为VC安装目录下的\vc98\include\stdarg.h)

typedef char * va_list;

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

#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )

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

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

下面我们解释这些代码的含义:

1、首先把va_list被定义成char*,这是因为在我们目前所用的PC机上,字符指针类型可以用来存储内存单元地址。而在有的机器上va_list是被定义成void*的

2、定义_INTSIZEOF(n)主要是为了某些需要内存的对齐的系统.这个宏的目的是为了得到最后一个固定参数的实际内存大小。在我的机器上直接用sizeof运算符来代替,对程序的运行结构也没有影响。(后文将看到我自己的实现)。

3、va_start的定义为 &v+_INTSIZEOF(v) ,这里&v是最后一个固定参数的起始地址,再加上其实际占用大小后,就得到了第一个可变参数的起始内存地址。所以我们运行va_start(ap, v)以后,ap指向第一个可变参数在的内存地址,有了这个地址,以后的事情就简单了。

这里要知道两个事情:

⑴在intel+windows的机器上,函数栈的方向是向下的,栈顶指针的内存地址低于栈底指针,所以先进栈的数据是存放在内存的高地址处。

(2)在VC等绝大多数C编译器中,默认情况下,参数进栈的顺序是由右向左的,因此,参数进栈以后的内存模型如下图所示:最后一个固定参数的地址位于第一个可变参数之下,并且是连续存储的。

|——————————————————————————|

| 最后一个可变参数 | -> 高内存地址处

|——————————————————————————|

...................

|——————————————————————————|

| 第N个可变参数 | -> va_arg(arg_ptr,int)后arg_ptr所指的地方,



| | 即第N个可变参数的地址。

|——————————————— |

………………………….

|——————————————————————————|

| 第一个可变参数 | -> va_start(arg_ptr,start)后arg_ptr所指的地方

| | 即第一个可变参数的地址

|——————————————— |

|———————————————————————— ——|

| |

| 最后一个固定参数 | -> start的起始地址

|—————————————— —| .................

|—————————————————————————— |

| |

|——————————————— | -> 低内存地址处



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