深度解刨C语言可变参数列表
Posted Shun_Hua.
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了深度解刨C语言可变参数列表相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
文章目录
前言
如果你对函数栈帧不了解，建议先去补栈帧这一块知识，本文涉及到这部分知识。
函数栈帧
本文利用函数栈帧的结论
- 函数传参压栈从右向左，进行压栈。
- 传参时，并没有调用函数。
- 比整形小的数据类型压栈时会提升为整形
一.可变参数列表
1.基本认识
符号：…（三个小数点）
前提:可变参数列表作为函数参数，前必须至少有一个实参。
找最大值的函数声明与定义:
int Max(int nums, ...);//可变参数列表的前面至少有一个实参
int Max(int nums, ...)
va_list arg;
__crt_va_start(arg, nums);
int max = __crt_va_arg(arg, int);
for (int i = 1; i < nums; i++)
int ret = __crt_va_arg(arg, int);
if (max < ret)
max = ret;
__crt_va_end(arg);
return max;
2.基本使用
涉及到四个量——一个类型重定义与三个宏
1.一个类型重定义
va_list arg;
- va_list实际上是char *的类型重定义
如下：
typedef char* va_list;
2.三个宏
前提
- _INTSIZEOF宏的理解
简单理解：
对类型大小向4对齐
例:_INTSIZEOF(char)，char类型大小不足4，向4看齐，结果为4
例:_INTSIZEOF(int),int类型大小为4，向4看齐，结果还为4。
实现原理：
简单的来说分为两种情况:
- 为4的倍数——int ,long long int。
向4看齐：
- 等于数据类型大小
- 小于4的——char,short.
向4看齐：
- 等于(数据类型大小/4+1)*4
将两种情况合并在一起:
- 向4对齐的倍数 * 4
向4对齐的倍数
对于第一种情况来说：
等于数据类型大小/4
对于第二种情况来说:
等于数据类型大小/4+1
问题就转换：将4对齐的倍数的情况合并:
数据类型大小都可看做
能被4整除的部分（记作n）+不能被4整除的部分（记作r）:
问题继续转换：将不能整除4的部分转化成能被4整除的部分
因为r大于等于1，并且小于等于3
所以r最大加上3即可转换成能被4整除的部分
所以数据类型大小可看做:
n+r+3
因此:向4对齐的倍数——(n+r+3)/4
因为:n+r是数据类型的大小
因此:又可记作：（数据类型大小+3)/4
因此:向4对齐即为:(数据类型大小+3)/4*4
又因为在计算机中整除4和乘4意为将后两位清0
因此又可以写作:((数据类型大小+3)>>2)<<2
既然这样我们又可以利用**&的性质:同1才为1**
将3按位取反，再逻辑与上数据类型大小+3
这里的3不就是sizeof(int)-1吗？,数据类型大小不就是sizeof(数据类型)
因此又可以写作:(sizeof(数据类型)+sizeof(int)-1)&(~(sizeof(int)-1))
又因为~的优先级高于&
因此又可以写作:(sizeof(数据类型)+sizeof(int)-1)& ~(sizeof(int)-1)
因此可以理解定义中做的事情:
1.__crt_va_start
__crt_va_start
//定义: #define __crt_va_start_a(ap, v) ((void)(ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v)))
//_ADDRESSOF(v) (&(v))
//代换可得:(void)(ap=(char *)(&(v))+ _INTSIZEOF(v))
//代入上面找最大值的代码__crt_va_start(arg, nums);
//(void)(arg=(char *)(&(nums))+ _INTSIZEOF(nums))
//也就是将arg赋值为nums地址+nums的数据类型向4的对齐数
//换句话说:arg赋值为可变参数的第一个参数的地址
功能:通过函数的可变参数的倒数第一个参数找到可变参数的第一个参数的地址
原理:函数栈帧
参数1:va_list的变量
参数2:可变参数列表的正数第一个参数
2. __crt_va_arg
参数1：va_list的变量
参数2：数据类型
#define __crt_va_arg(ap, t) (*(t*)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)))
//这里面的括号有点多拆开来看
//从里往外分析:(ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)
//第一个式子:(ap += _INTSIZEOF(t))将ap加等上t的4字节对齐数
//注意:此时改变了ap的值
//第二个式子：- _INTSIZEOF(t),对第一个式子的结果减这个值
//注意:表达式的结果并没有发生变化，但是ap却发生变化了，指向了下一个元素
//第三个式子*(t*),对表达式的结果强转，再解引用访问到t类型大小的的值
功能:获取可变参数里面的变量的值，并指向可变参数下一个变量。
3.__crt_va_end
参数:va_list的变量
//定义:
#define __crt_va_end(ap) ((void)(ap = (va_list)0))
功能:将变量置为空，防止其为野指针。
深度解刨 —— C语言中的字符串函数（C语言进阶）
字符串函数：
前言：
C语言中对字符和字符串的处理很是频繁，但是C语言本身是没有字符串类型的，字符串通常放在常量字符串中或者字符数组中。
字符串常量：适用于那些对它不做修改的字符串函数
C语言规定了一个字符串结束标志，以字符’\\0’作为结束符。字符串处理函数包含在<string.h>头文件中，常见的处理字符数组有：
1、strlen函数
strlen函数的功能为：计算字符串长度
strlen 函数的参数类型和返回类型
size_t strlen ( const char * str );
- 字符串以 ‘\\0’ 作为结束标志，strlen 函数返回的是在字符串中 ‘\\0’ 前面出现的字符个数（不包含 ‘\\0’ )。
- 参数指向的字符串必须要以 ‘\\0’ 结束。
- 注意函数的返回值为size_t，是无符号的（ 易错 ）
易错代码：
#include <stdio.h>
int main()
{
const char*str1 = "abcdef";
const char*str2 = "bbb";
if(strlen(str2)-strlen(str1)>0)
{
printf("str2>str1\\n");
}
else
{
printf("srt1>str2\\n");
}
return 0;
}
输出结果为：str2>str1
因为strlen返回是无符号的，所以两个无符号的数相减还是正数。
模拟实现
第一种方法：
计数器方式：
size_t my_strlen(char* arr)
{
int count = 0;
while (*arr)
{
arr++;
count++;
}
return count;
}
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
int ret = 0;
ret = my_strlen(arr);
printf("%d\\n",ret);
return 0;
}
第二种方法
指针 - 指针方式
#include<stdio.h>
size_t my_strlen(int* s)
{
char* p = s;
while (*p)
{
p++;
}
return p - s; //指针-指针的值是：两个指针之间相差几个元素
}
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
int ret = 0;
ret = my_strlen(arr);
printf("%d\\n",ret);
return 0;
}
第三种方法
不创建临时变量 —— 用递归的方式
#include<stdio.h>
int my_strlen(char* p)
{
if (*p == '\\0')
{
return 0;
}
return 1 + my_strlen(++p);
}
int main()
{
char arr[] = "abcdef";
int ret = 0;
ret = my_strlen(arr);
printf("%d\\n",ret);
return 0;
}
2、strcpy函数
strcpy 函数的功能为：字符串拷贝 —— 把一个字符串拷贝到另一个字符数组中
strcpy 函数的参数类型和返回类型
char* strcpy(char * destination, const char * source );
const char * source —— 被拷贝的字符串
char * destination —— 字符串拷贝放到 destination 中
- 源字符串必须以 ’ \\0 ’ 结束。
- 会将源字符串中的 ’ \\0 ’ 拷贝到目标空间。
- 目标空间必须足够大，以确保能存放源字符串。
- 目标空间必须可变。
模拟实现：
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strcpy(char* arr1, const char* arr2)
{
char* tem = arr1;
assert(arr2);
while (*arr1++ = *arr2++)
{
;
}
return tem;
}
int main()
{
char arr1[] = "xxxxxxxxx";
char arr2[] = "abcd";
my_strcpy(arr1, arr2);
printf("%s\\n", arr1);
return 0;
}
3、strcat函数
strcat 函数的功能为：字符串追加 —— 在一个字符串后面加上另外一段字符串
strcat 函数的参数类型和返回类型
char * strcat ( char * destination, const char * source );
const char * source —— 要追加的字符串
char * destination —— 把字符串追加到 destination 字符串后面、
返回值为目标空间的起始地址
- 源字符串必须以 ‘\\0’ 结束。
- 目标空间必须有足够的大，能容纳下源字符串的内容。
- 目标空间必须可修改。
模拟实现：
#include<assert.h>
char* my_strcat(char* dest, const char* src)
{
assert(dest && src);
char* ret = dest;
//1.找到dest中字符串末尾\\0
while (*dest)
{
dest++;
}
//2.把src拷贝到dest末尾
while (*dest++ = *src++)
{
;
}
return ret;
}
int main()
{
char arr1[20] = "abcd";
char arr2[] = "efi";
printf("%s\\n", my_strcat(arr1, arr2));
return 0;
}
4、strcmp 函数
strcmp 函数的功能为：比较两个字符串，比较的是字符串的内容（ASCII值），不是长度
strcmp 函数的参数类型和返回类型
int strcmp ( const char * str1, const char * str2 );
比较字符串str1和str2的大小 —— 比较对应位置的ASCII的值
如果str1大于str2，则返回一个大于零的数字
如果str1小于str2，则返回一个小于零的数字
如果str1等于str2，则返回一个等于零的数字
模拟实现：
#include<stdio.h>
int my_strcmp(char* src1, char* src2)
{
while (*src1 == *src2)
{
if (*src1 == '\\0')
return 0;
src1++;
src2++;
}
return *src1 - *src2;
}
int main()
{
char arr1[] = "abc";
char arr2[] = "abcd";
int ret = my_strcmp(arr1, arr2);
if (ret == 0)
{
printf("相等\\n");
}
else if (ret < 0)
{
printf("小于\\n");
}
else
{
printf("大于\\n");
}
return 0;
}
5、strncpy函数
前面的 strcpy 函数是长度不受限制的字符串函数 —— 不够安全
而 strncpy 是长度受限制的字符串函数 —— 相对安全
strcpy 和 strncpy 的功能是一样的
strncpy 函数的参数类型和返回类型
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num );
我们可以比较一下strncpy函数和strcpy函数，发现strncpy多了一个参数num
size_t num —— num 表示要拷贝几个字符
模拟实现：
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
char* my_strncpy(char* dest, const char* src, int num)
{
assert(src);
char* tem = dest;
while (*dest++ = *src++)
{
num--;
if (num <= 0)
{
break;
}
}
if (*dest != '\\0')
{
*dest = '\\0';
}
else
{
int i = 0;
for (i = 0; i < num; i++)
{
if (*(tem + i) == '\\0')
{
int j = i;
for (j = i; j < num; j++)
{
*dest = '\\0';
}
break;
}
}
}
return tem;
}
int main()
{
char arr1[] = "xxxxxxxx";
char arr2[] = "abcd";
char* ret = my_strncpy(arr1, arr2, 6);
printf("%s\\n", ret);
return 0;
}
6、strncat函数
strncat 函数的参数类型和返回类型
char * strncat ( char * destination, const char * source, size_t num );
模拟实现：
#include<stdio.h>
char* my_strncat(char* dest, const char* src, int count)
{
while (*dest)
{
dest++;
}
while (*dest++ = *src++)
{
count--;
if (count < 0)
{
break;
}
}
}
int main()
{
char arr1[20] = "abcd";
char arr2[] = "efg";
char* ret = my_strncat(arr1, arr2, 3);
printf("%s\\n", arr1);
return 0;
}
7、strncmp函数
strncmp 函数的参数类型和返回类型
int strncmp ( const char * str1, const char * str2, size_t num );
模拟实现：
#include<stdio.h>
int my_strncmp(const char* str1, const char* str2, int count)
{
while (*str1 == *str2)
{
if (str1 == '\\0')
{
return 0;
}
count--;
str1++;
str2++;
if (count <= 0)
{
return 0;
}
}
return *str1 - *str2;
}
int main()
{
char arr1[] = "abcd";
char arr2[] = "abcde";
int ret = my_strncmp(arr1, arr2, 4);
if (ret == 0)
{
printf("等于");
}
else if (ret < 0)
{
printf("小于");
}
else
{
printf("大于");
}
return 0;
}
8、strstr函数
strstr 函数的功能为：查找字符串，在一个字符串中查找另一个字符串
strstr 函数的参数类型和返回类型
char * strstr ( const char *str2, const char * str1);
在str2字符串中查找str1字符串。
模拟实现：
char* my_strstr (const char * str1, const char * str2)
{
char *cp = (char *) str1;
char *s1, *s2;
if ( !*str2 )
return((char *)str1);
while (*cp)
{
s1 = cp;
s2 = (char *) str2;
while ( *s1 && *s2 && !(*s1-*s2) )
{
s1++;
s2++;
}
if (!*s2)
return(cp);
cp++;
}
return(NULL);
}
int main()
{
char arr1[] = "abbbcdef";
char arr2[] = "bbc";
char* ret = my_strstr(arr1, arr2);
if(ret == NUll)
{
printf("没有找到");
}
else
{
printf("%s\\n", ret);
}
return 0;
}
9、strtok函数
strtok 函数的参数类型和返回类型
char * strtok ( char * str, const char * sep );
功能介绍：
- sep参数是个字符串，定义了用作分隔符的字符集合
- 第一个参数指定一个字符串，它包含了0个或者多个由sep字符串中一个或者多个分隔符分割的标记。
- strtok函数找到str中的下一个标记，并将其用 \\0 结尾，返回一个指向这个标记的指针。（注：
strtok函数会改变被操作的字符串，所以在使用strtok函数切分的字符串一般都是临时拷贝的内容
并且可修改。） - strtok函数的第一个参数不为 NULL ，函数将找到str中第一个标记，strtok函数将保存它在字符串
中的位置。 - strtok函数的第一个参数为 NULL ，函数将在同一个字符串中被保存的位置开始，查找下一个标
记。 - 如果字符串中不存在更多的标记，则返回 NULL 指针。
strtok函数的使用
#include <stdio.h>
int main()
{
char *p = "zhangpengwei@bitedu.tech";
const char* sep = ".@";
char arr[30];
char *str = NULL;
strcpy(arr, p); //将数据拷贝一份，处理arr数组的内容
for(str=strtok(arr, sep); str != NULL; str=strtok(NULL, sep))
{
printf("%s\\n", str);
}
}
10、strerror函数
strerror函数的功能： 返回错误码所对应的错误信息。
strerror 函数的参数类型和返回类型
char * strerror ( int errnum );
int errnum —— 表示错误码
C语言中提供了一个变量是用来存放错误码 —— 这个变量是：errno
strerror函数的使用：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h> //必须包含的头文件
int main ()
{
FILE * pf;
pf = fopen ("unexist.ent","r"); //用读的方式来打开文件，目前没有这个文件，所以会显示错误。
if (pf == NULL) //错误就会返回空指针
printf ("%s\\n",strerror(errno));
return 0;
}
//运行程序就会打印错误信息
扩展：
perror 和 strerror 的功能相似。
但是perror的功能更加的方便，不用传errno就能打印错误信息
有兴趣的可以上MSDN上搜一个这个库函数
以上是关于深度解刨C语言可变参数列表的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章