详解:如何写参数个数不定的函数(类似printf的函数)
⽂章⽬录
想要写⼀个参数个数不定的函数,你⾸先得引⼊ <stdarg.h> 头⽂件
解析 stdarg.h
stdarg.h 头⽂件定义了⼀个变量类型 va_list 和三个宏,这三个宏可⽤于在参数个数未知(即参数个数可变)时获取函数中的参数。可变参数的函数通在参数列表的末尾是使⽤省略号(…)定义的。
库变量:
下⾯是头⽂件 stdarg.h 中定义的变量类型:
序号变量 & 描述
1va_list
这是⼀个适⽤于 va_start()、va_arg() 和 va_end() 这三个宏存储信息的类型。
库宏:
下⾯是头⽂件 stdarg.h 中定义的宏:序号宏 & 描述
1void va_start(va_list ap, last_arg)
这个宏初始化 ap 变量,它与 va_arg 和 va_end 宏是⼀起使⽤的。
last_arg 是最后⼀个传递给函数的已知的固定参数,即省略号之前的参数。
2type va_arg(va_list ap, type)
这个宏检索函数参数列表中类型为 type 的下⼀个参数。
每次调⽤va_arg都会改变ap值使得后续的参数值能被依次添加。
返回值:第⼀次调⽤va_arg返回parmN之后的参数值,后续的调⽤依次返回剩下的参数值。parmN应为函数中“…”前最后⼀个参数值。
3void va_end(va_list ap)
这个宏允许使⽤了 va_start 宏的带有可变参数的函数返回。如果在从函数返回之前没有调⽤ va_end,则结果为未定义。
简单例⼦:
#include<stdio.h>
#include<stdarg.h>// 写参数个数不定的函数需要包含这个头⽂件
void variable(int i,...)
{
int j =0;
char* arg_ptr;// 第1步,定义这个指向参数列表的变量,把这个换成 char*试⼀试?
va_start(arg_ptr, i);// 第2步,把上⾯这个变量初始化.即让它指向参数列表
while(j !=-1)// -1 是结束标志
{
// 第3步,获取arg_ptr指向的当前参数.这个参数的类型由va_arg的第2个参数指定
j =va_arg(arg_ptr,int);
putchar(j +'0');
}
va_end(arg_ptr);// 第4步,做⼀些清理⼯作
}
int main()
{
variable(1,3,4,5,6,-1);// 输出:3456/ (字符0的前⼀个ASCII表对应的标志位是 “/”)
return0;
}
再看⼀个例⼦:(深刻理解三个宏)
#include<stdio.h>
#include<stdarg.h>
int Sum(int first,int second,...)
{
int sum =0, t = first;
va_list vl;
va_start(vl, first);
// warning: second argument to 'va_start' is not the last named parameter
// 警告:va_start的第⼆个参数不是最后⼀个命名参数
while(t !=-1){// -1是参数结束标志
sum += t;
t =va_arg(vl,int);// 将当前参数转换为int类型
}
va_end(vl);
return sum;
linux操作系统的创始人}
int main(int argc,char* argv[])
{
printf("The sum is %d\n",Sum(30,20,10,-1));// 60 ; second 为 40
return0;
}
实现 printf() 函数
printf是 C 语⾔下常⽤的⼀个函数,⼏乎每个程序员在⼀开始第⼀个学的函数应该就是printf吧!今天来实现⼀个printf函数,虽然printf 是我们常⽤的函数,但实现起来其实还是蛮考基础的!
printf函数的第⼀个参数是格式字符,printf通过分析格式字符来判断该打印怎样格式的数据,我们需要打印不同类型格式的话需要进⾏不同的操作。
所以我们需要申请很多函数⽤来打印不同数据类型,这⾥我们使⽤标准c的putchar函数实现,注意printf内部也是调⽤系统内核⾥的io函数,但是这⾥我们不是做内核开发所以不涉及,这⾥我们使⽤putchar函数来实现。
putchar函数每次只能打印⼀个字符,这⾥我们⾃⼰编写格式分析,然后通过分析来打印,这⾥会涉及到递归,整数到类型转换。
⼀. 这⾥先实现int类型的打印
实现思路:
1. 利⽤逆序递归逆序处理⼯作
2. 利⽤字符编码差来将整数转换成字符
3. 为了保证字符太⼤不会⼤于字符ascii码最⼤值⽤%取余运算来保证每次只处理⼀个整数
4. 每次/10保证整数每次能递减⼀位数
// int
void PrintD(int Data){
if(Data/10!=0)
PrintD(Data /10);// 逆递归,逆序处理
putchar(Data%10+'0');// 整数转字符 (如果不转则输出相应ASCII对应的标志位。⽐如65对应A,97对应a)
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}
⼆. 实现float(double)类型的打印
实现思路:
1. 先取出整数部分
2. 在取出⼩数部分
3. 在使⽤打印int⽅式来打印取出的数值
三. 实现char和char*
实现思路:
这个就⾮常简单了,char只需要直接putchar就可以了,char*只需要判断是否遇到\0就好了!
// char
void PrintC(char C){
putchar(C);
}
// char*
void PrintStr(const char* Str){
while(*Str !='\0')putchar(*Str++);
}
// 对char*解引⽤指向第⼀个char⾸地址,所以取第⼀个字符然后对指针偏移递增即可
四. 进制打印
实现思路:
定义⼀个字符:123456789abcdef ,然后通过表达式取制定进制权值的余即可(后⾯详细介绍这个表达式)⽐如123:
123%16=11 选择b
123/16=7
7%16=7选择7
也就是等于7b
这是c语⾔⾥的⼀个进制字符转换算法公式:
void PrintX(unsigned long Num,int Base){
// 判断递归是否⼩于0
if(Num <=0)return;
// 逆序递归
PrintX(Num/Base, Base);
// 取权值余,这是⾃然数转进制字符的⼀种表达式
putchar("0123456789abcdef"[Num%Base]);
}
五. 实现Printf:
实现思路:通过判断字符来分析格式字符!
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdarg.h>
// int
void PrintD(int Data){
if(Data/10!=0)
PrintD(Data /10);// 逆递归,逆序处理
putchar(Data%10+'0');// 整数转字符 (如果不转则输出相应ASCII对应的标志位。⽐如65对应A,97对应a) }
//float
void PrintF(float Data){
int I_Data =(int)Data;// 取出整数部分
Data -= I_Data;// 取精度
int Flo =1000000*Data;// 取出⼩数变成整数然后打印就⾏了!
PrintD(I_Data);// 打印整数
putchar('.');// 分割符
PrintD(Flo);// ⼩数部分
}
// char
void PrintC(char C){
putchar(C);
}
// char*
void PrintStr(const char* Str){
while(*Str !='\0'){
putchar(*Str++);
}
}
// 0x
void PrintX(unsigned long Num,int Base){
if(Num <=0)return;// 判断递归是否⼩于0
PrintX(Num/Base, Base);// 逆序递归
putchar("0123456789abcdef"[Num%Base]);// 取权值余,这是⾃然数转进制字符的⼀种表达式
}
void PrintP(unsigned int Num){
PrintX(Num,16);
}
int My_Printf(char* ForMat,...){
int num =0;// 打印字符数量
va_list va_l;// 可变参数列表
va_start(va_l, ForMat);
char Line =*ForMat;// 获取⾸字符
while(Line !='\0'){// 终结字符
if(Line =='%'){// 判断是否遇到格式符号
Line =*(++ForMat);// 遇到的话递增判断后⾯的字符是什么
switch(Line){// 校验
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case'c':// char
PrintC(va_arg(va_l,char));// 传递参数
break;
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PrintStr(va_arg(va_l,char*));
break;
case'd':
PrintD(va_arg(va_l,char));
break;
case'f':// float
PrintF(va_arg(va_l,double));
break;
case'p':// 地址ptr,地址是多种类型的,所以使⽤void全能类型(c语⾔到时候会根据数据类型编号隐转换)PrintP(va_arg(va_l,unsigned int));
break;
case'o':// 打印⼋进制
PrintX(va_arg(va_l,int),8);
break;
case'x':// 打印⼗六进制
PrintX(va_arg(va_l,int),16);
break;
default:// 如果不是任何⼀个格式,则直接打印
putchar('%');
putchar(Line);
break;基于汇编语言的动态生成
}
}
else{
putchar(Line);
}
Line =*(++ForMat);
++num;
}
va_end(va_l);
return num;
}
测试代码:
#include<stdio.h>
#include<stdarg.h>
int main(){
putchar函数My_Printf("%d, %c, %s, %f",1,'d',"hello word",0.12);
return0;
}
代码⽣成图:
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