C语⾔可变参数详解
C语⾔可变参数详解
什么是可变参数函数
在C语⾔编程中有时会遇到⼀些参数可变的函数，例如printf()、scanf()，其函数原型为：
int printf(const char* format,…)
int scanf(const char*format,…)
就拿 printf 来说吧，它除了有⼀个参数 format 固定以外，后⾯的参数其个数和类型都是可变的，⽤三个点“…”作为参数占位符。
参数列表的构成
任何⼀个可变参数的函数都可以分为两部分：固定参数和可选参数。⾄少要有⼀个固定参数，其声明与普通函数参数声明相同；可选参数由于数⽬不定(0个或以上)，声明时⽤"…"表⽰。固定参数和可选参数共同构成可变参数函数的参数列表。
实现原理
C语⾔中使⽤ va_list 系列变参宏实现变参函数，此处va意为variable-argument(可变参数)。
x86平台VC6.0编译器中，stdarg.h头⽂件内变参宏定义如下：
typedef char* va_list;
// 把 n 圆整到 sizeof(int) 的倍数
#define _INTSIZEOF(n)      ( (sizeof(n)+sizeof(int)-1) & ~(sizeof(int)-1) )
// 初始化 ap 指针，使其指向第⼀个可变参数。v 是变参列表的前⼀个参数
#define va_start(ap,v)      ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
// 该宏返回当前变参值，并使 ap 指向列表中的下个变参
#define va_arg(ap, type)    ( *(type *)((ap += _INTSIZEOF(type)) - _INTSIZEOF(type)) )
// /将指针 ap 置为⽆效，结束变参的获取
明解c语言
#define va_end(ap)            ( ap = (va_list)0 )
_INTSIZEOF(n)
_INTSIZEOF宏考虑到某些系统需要内存地址对齐。从宏名看应按照sizeof(int)即栈粒度对齐，参数在内存中的地址均为sizeof(int)=4的倍数。
例如，若1≤sizeof(n)≤4，则_INTSIZEOF(n)＝4；若5≤sizeof(n)≤8，则_INTSIZEOF(n)=8。
va_start(ap,v)
va_start宏⾸先根据(va_list)&v得到参数 v 在栈中的内存地址，加上_INTSIZEOF(v)即v所占内存⼤⼩后，使 ap 指向 v 的下⼀个参数。在使⽤的时候，⼀般⽤这个宏初始化 ap 指针，v 是变参列表的前⼀个参数，即最后⼀个固定参数，初始化的结果是 ap 指向第⼀个变参。
va_arg(ap, type)
这个宏取得 type 类型的可变参数值。⾸先ap += _INTSIZEOF(type)，即 ap 跳过当前可变参数⽽指向下个变参的地址；然后ap-
_INTSIZEOF(type)得到当前变参的内存地址，类型转换后解引⽤，最后返回当前变参值。
va_end(ap)
va_end 宏使 ap 不再指向有效的内存地址。该宏的某些实现定义为((void*)0)，编译时不会为其产⽣代码，调⽤与否并⽆区别。但某些实现中 va_end 宏⽤于在函数返回前完成⼀些必要的清理⼯作：如 va_start 宏可能以某种⽅式修改栈，导致返回操作⽆法完成，va_end 宏可将有关修改复原；⼜如 va_start 宏可能为参数列表动态分配内存以便于遍历，va_end 宏可释放此内存。因此，从使⽤ va_start 宏的函数中退出之前，必须调⽤⼀次 va_end 宏。
代码⽰例
变参宏⽆法智能识别可变参数的数⽬和类型，因此实现变参函数时需⾃⾏判断可变参数的数⽬和类型。所以我们就要想⼀些办法，⽐如
1. 显式提供变参数⽬或设定遍历结束条件
2. 显式提供变参类型枚举值，或在固定参数中包含⾜够的类型信息(如printf函数通过分析format字符串即可确定各变参类型)
3. 主调函数和被调函数可约定变参的数⽬和类型
4. …
例1：函数通过固定参数指定可变参数个数，打印所有变参值。
#include<stdarg.h>
#include<stdio.h>
void parse_valist_by_num(int arg_cnt,...);
int main(void)
{
parse_valist_by_num(4,1,2,3,4);
parse_valist_by_num(4,1,2,3);
parse_valist_by_num(4,1,2,3,4,5);//多余的变参被忽略
}
//第⼀个参数定义可变参数的个数
void parse_valist_by_num(int arg_cnt,...)
{
va_list p_args;
va_start(p_args, arg_cnt);
int idx;
int val;
for(idx =1; idx <= arg_cnt;++idx){
val =va_arg(p_args,int);
printf("第 %d 个参数: %d\n", idx, val);
}
printf("---------------\n");
va_end(p_args);
}
运⾏结果如下：
注意第2个结果，第4个参数是⼀个魔数，这是因为打印出了栈中参数3上⽅的参数值。
例2：函数定义⼀个结束标记(-1)，调⽤时通过最后⼀个参数传递该标记，打印标记前所有变参值。
#include<stdarg.h>
#include<stdio.h>
void parse_valist_by_flag(int num_1,...);
int main(void)
{
parse_valist_by_flag(1,-1);
parse_valist_by_flag(1,2,3,5,-1);
parse_valist_by_flag(-1);
}
//函数定义⼀个结束标记(-1)，调⽤时通过最后⼀个参数传递该标记，以结束变参的遍历打印。
//最后⼀个参数作为变参结束符(-1)，⽤于循环获取变参内容
void parse_valist_by_flag(int num_1,...)
{
va_list p_args;
va_start(p_args, num_1);
int idx =0;
int val = num_1;
while(val !=-1){
++idx;
printf("第 %d 个参数: %d\n", idx, val);
val =va_arg(p_args,int);//得到下个变参值
}
va_end(p_args);
printf("---------------\n");
}
运⾏结果是：
需要注意
va_arg(ap, type)宏中的 type 不可指定为以下类型：
char
short
float
在C语⾔中，调⽤不带原型声明或声明为变参的函数时，主调函数会在传递未显式声明的参数前对其执⾏缺省参数提升(default argument promotions)，将提升后的参数值传递给被调函数。
提升操作如下：
float 类型的参数提升为 double 类型
char、short 和相应的 signed、unsigned 类型参数提升为 int 类型
若 int 类型不能容纳原值，则提升为 unsigned int 类型
最后来⼀张图，帮助⼤家理解前⽂讲的宏。
【完】
参考资料

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