可变参函数

Posted 2021-02-06 suzkfly

　　最常见的可变参函数就是printf了，它的函数原型为

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

　　可变参函数至少要有一个确定的参数，后面的...表明该函数第一个参数之后还可以输入若干个参数。

　　为解析可变参数，C语言提供了一个va_list类型和，并在stdarg.h中声明了四个函数，分别是va_start, va_arg, va_end, 和va_copy，可以用输入命令：man stdarg 看到它们：

　　下面以一个简单的例子讲解：

 1 #include <stdarg.h>
 2 #include <stdio.h>
 3 
 4 void my_printf(const char *fmt, ...)
 5 {
 6     va_list ap;
 7     int num_i;
 8     double num_f;
 9     
10     va_start(ap, fmt);
11     while (*fmt) {
12         if (*fmt == ‘%‘) {
13             fmt++;
14             switch (*fmt) {
15             case ‘d‘:
16                 num_i = va_arg(ap, int);
17                 printf("%d", num_i);
18             break;
19 
20             case ‘f‘:
21                 num_f = va_arg(ap, double);
22                 printf("%f", num_f);
23             break;
24             }
25         } else {
26             printf("%c", *fmt);
27         }
28         fmt++;
29     }
30 
31     va_end(ap);
32 }
33 
34 int main(int argc, const char *argv[])
35 {
36     int i = 123, l = 456;
37     double j = 3.14, k = 0.618;
38 
39     my_printf("i = %d
j = %f
k = %f
l = %d
", i, j, k, l);
40 
41     return 0;
42 }

　　第10行：va_start(ap, fmt);　　可以理解为 va_start 将参数fmt之后的数据（参数中后面不确定的部分）放入一个临时栈，这个临时栈的指针为ap，指向临时栈的首地址。因为变参占用的空间大小是不确定的，因此必须找到变参中第一个参数，之后便可以根据各个参数的格式，逐一找到后面的参数。取参数的函数为：

type va_arg(va_list ap, type);

　　因此在第16行中调用num_i = va_arg(ap, int);表示从临时栈中取出一个int类型的数据，赋值给num_i（同时ap指针后移）同样的，第21行：num_f = va_arg(ap, double); 表示的从栈指针中找出一个double类型的变量赋值个num_f。最后使用va_end(ap)释放临时栈。

 

　　再举一个加法的例子：

 1 #include <stdarg.h>
 2 #include <stdio.h>
 3 
 4 /**
 5  * 
ote cnt表示参与加数的个数，arg1表示第一个加数
 6  */
 7 int add (unsigned int cnt, int arg1, ...)
 8 {
 9     int i, sum = arg1;
10     va_list ap;
11 
12     if (cnt == 0)
13         return 0;
14     if (cnt == 1)
15         return arg1;
16 
17     va_start(ap, arg1);
18 
19     for (i = 1; i < cnt; i++) {
20         sum += va_arg(ap, int);
21     }
22 
23     va_end(ap);
24 
25     return sum;
26 }
27 
28 int main(int argc, const char *argv[])
29 {
30     printf("%d
", add(3, 10, 20, 30));
31 
32     return 0;
33 }

　　add(3, 10, 20, 30)表示对3个数进行相加，分别为10,20,30，那么结果就是60。如果将17行中第二个参数改为cnt（不是已知参数中最后一个参数），结果编译的时候报警告（但是我很纳闷的是为什么输出结果仍然为60）:

　值得一提的是，用va_arg取出参数是先输入的参数先取出，因此变参的入栈顺序应该是最后输入的参数最先入栈，因此当可变参函数中变参部分输入的是表达式的时候，应该是先运行后面的表达式，比如下面这段程序：

 1 #include <stdarg.h>
 2 #include <stdio.h>
 3 
 4 /**
 5  * 
ote cnt表示参与加数的个数，arg1表示第一个加数
 6  */
 7 int add (unsigned int cnt, int arg1, ...)
 8 {
 9     int i, sum = arg1;
10     va_list ap;
11 
12     if (cnt == 0)
13         return 0;
14     if (cnt == 1)
15         return arg1;
16 
17     va_start(ap, arg1);
18 
19     for (i = 1; i < cnt; i++) {
20         sum += va_arg(ap, int);
21     }
22 
23     va_end(ap);
24 
25     return sum;
26 }
27 
28 int main(int argc, const char *argv[])
29 {
30     int a[3] = {10, 20, 30};
31     int *p = &a[1];
32 
33     printf("%d
", add(3, a[0], *(--p), *(++p)));
34 
35     return 0;
36 }

　　运行结果应该是10 + 20 + 30 = 60，而不是10 + 10 + 20。

不仅如此，我们也可以通过下面这段程序推算出定参函数参数的传入顺序（不一定入栈）：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 int add (int arg1, int arg2)
 4 {
 5     return arg1 + arg2;
 6 }
 7 
 8 int main(int argc, const char *argv[])
 9 {
10     int a[3] = {10, 20, 30};
11     int *p = &a[1];
12 
13     printf("%d
", add(*(--p), *(++p)));
14 
15     return 0;
16 }

输出结果为50而不是30。还可以通过例子说明无论是定参函数还是可变参函数，如果传入的变量是表达式，都是从最后一个参数开始计算，这里就不举例子了。