va_list/va_start/va_arg/va_end深入分析

Posted 2020-08-15 天下岂有长生不灭者

va_list/va_start/va_arg/va_end深入分析

 

va_list/va_start/va_arg/va_end这几个宏，都是用于函数的可变参数的。

我们来看看在vs2008中，它们是怎么定义的：

   1:  ///stdarg.h

   2:  #define va_start _crt_va_start

   3:  #define va_arg _crt_va_arg

   4:  #define va_end _crt_va_end

   5:   

   6:  ///vadefs.h

   7:  #define _ADDRESSOF(v)   ( &reinterpret_cast<const char &>(v) )

   8:  typedef char *  va_list;

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

  10:  #define _crt_va_start(ap,v)  ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )

  11:  #define _crt_va_arg(ap,t)    ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )

  12:  #define _crt_va_end(ap)      ( ap = (va_list)0 )

再看看各个宏的功能是什么？

• va_list用于声明一个变量，我们知道函数的可变参数列表其实就是一个字符串，所以va_list才被声明为字符型指针，这个类型用于声明一个指向参数列表的字符型指针变量，例如：va_list ap;//ap:arguement pointer
• va_start(ap,v),它的第一个参数是指向可变参数字符串的变量，第二个参数是可变参数函数的第一个参数，通常用于指定可变参数列表中参数的个数。
• va_arg(ap,t),它的第一个参数指向可变参数字符串的变量，第二个参数是可变参数的类型。
• va_end(ap) 用于将存放可变参数字符串的变量清空（赋值为NULL).

我们看一段具有可变参数列表的函数来求数组和的代码：

   1:  /*

   2:  *

   3:  *功能： 宏va_arg()用于给函数传递可变长度的参数列表。 

   4:  *首先，必须调用va_start() 传递有效的参数列表va_list和函数强制的第一个参数。第一个参数代表将要传递的参数的个数。 

   5:  *其次，调用va_arg()传递参数列表va_list 和将被返回的参数的类型。va_arg()的返回值是当前的参数。 

   6:  *再次，对所有的参数重复调用va_arg() 

   7:  *最后，调用va_end()传递va_list对完成后的清除是必须的。 

   8:  *

   9:  *时间：2011年8月17日22:34:04

  10:  *作者：张超

  11:  *Email:[e-mail]

  12:  *

  13:  */

  14:   

  15:   

  16:  #include "X:\\编程练习\\C-C++\\global.h"

  17:   

  18:  #if va_arg==stdon

  19:  #include <stdio.h>

  20:  #include <stdarg.h>

  21:  #include <stdlib.h>

  22:   

  23:  //第一个参数指定了参数的个数

  24:  int sum(int number,...)

  25:  {

  26:      va_list vaptr;

  27:      int i;

  28:      int sum = 0;

  29:      va_start(vaptr,number);

  30:      for(i=0; i<number;i++)

  31:      {

  32:          sum += va_arg(vaptr,int);

  33:      }

  34:      va_end(vaptr);

  35:      return sum;

  36:  }

  37:   

  38:   

  39:  int main()

  40:  {

  41:      printf("%d\\n",sum(4,4,3,2,1));

  42:      system("pause");

  43:      return 0;

  44:  }

  45:   

  46:  #endif

 

• va_start的功能是要把，ap指针指向可变参数的第一个参数位置处，

    #define _crt_va_start(ap,v) ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )

   先取第一个参数的地址，在sum函数中就是取number的地址并且将其转化为char *的(因为char *的指针进行加减运算后，偏移的字节数才与加的数字相同, 如果为int *p,那么p+1实际上将p移动了4个字节)，然后加上4(__INITSIZEOF(number)=(4+3)&~3)，这样就将ap指向了可变参数字符串的第一个参数。

 

#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )   以int所占的字节为标准进行对其操作。 如果int占四字节，则以四字节对齐为标准读取数据。

• va_arg是要从ap中取下一个参数。

 

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

 

对于这个宏，哥纠结了很久，最后终于搞清楚了，究其原因就是自己C语言功底不扎实，具体表现在没有搞清楚赋值表达式的值是怎么运作的。

我们看这个宏,首先是ap = ap + __INTSIZEOF(t)。注意到，此时ap已经被改变了，它已经指向了下一个参数，我们令x=ap + __INTSIZEOF(t);

那么括号内就变成了(x – __INTSIZEOF(t))，但是这里没有赋值运算符，所以ap的值没有发生变化，此时ap仍然指向的是当前参数的下一个参数的位置，

也就是说ap指向的位置比当前正在处理的位置超前了一个位置。

其实写成下面的形式就简单明了了:

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

分析：为什么要将ap指向当前处理参数的下一个参数了？

经过上面的分析，我们知道va_start(ap,v）已经将ap指向了可变参数列表的第一个参数了，以后我们每一步操作都需要将ap移动到下一个

参数的位置，由于我们每次使用可变参数的顺序是:va_start(ap,v)—>va_arg(ap,t)；这样我们在第一次去参数的时候，其实ap已经指向了

第二个参数开始的位置，所以我们用表达式的方式获得一个指向第一个参数的临时指针，这样我们就可以采用这种一致的方式来处理可变参数列表。

（感觉没表达的十分清楚，希望各位朋友纠正~~~~~~）。

下图是我的例子程序中去参数的情况（时间仓促，画得很丑，请原谅）：

• va_end(ap)  将声明的ap指针置为空，因为指针使用后最后设置为空。

参考资料：

1. http://topic.csdn.net/u/20110830/15/a3630fc4-3c5f-4a1e-bbee-949ba7b4cbe0.html
2. http://topic.csdn.net/u/20070120/12/e8b7363b-6404-4d91-9307-01e5ed996f3d.html