[转]深度探索C语言函数可变长参数
转自:http://www.cnblogs.com/chinazhangjie/archive/2012/08/18/2645475.html
一、基础部分
1.1 什么是可变长参数
可变长参数:顾名思义,就是函数的参数长度(数量)是可变的。比如 C 语言的 printf 系列的(格式化输入输出等)函数,都是参数可变的。下面是 printf 函数的声明:
int printf ( const char * format, ... );
可变参数函数声明方式都是类似的。
1.2 如何实现
C语言可变参数通过三个宏(va_start、va_end、va_arg)和一个类型(va_list)实现的,
void va_start ( va_list ap, paramN );
参数:
ap: 可变参数列表地址
paramN: 确定的参数
功能:初始化可变参数列表(把函数在 paramN 之后的参数地址放到 ap 中)。
void va_end ( va_list ap );
功能:关闭初始化列表(将 ap 置空)。
type va_arg ( va_list ap, type );
功能:返回下一个参数的值。
va_list :存储参数的类型信息。
好了,综合上面3个宏和一个类型可以猜出如何实现C语言可变长参数函数:用 va_start 获取参数列表(的地址)存储到 ap 中,用 va_arg 逐个获取值,最后用 va_arg 将 ap 置空。
1.3 举例
- /* 作者:独酌逸醉
- * 时间:2012.08.18
- * 功能:用C语言实现变长参数小例:求和
- * IDE: Microsoft Visual Studio 2010
- */
- #include <stdio.h>
- #include <stdarg.h>
- #define END -1
- int va_sum (int first_num, ...)
- {
- // (1) 定义参数列表
- va_list ap;
- // (2) 初始化参数列表
- va_start(ap, first_num);
- int result = first_num;
- int temp = ;
- // 获取参数值
- while ((temp = va_arg(ap, int)) != END)
- {
- result += temp;
- }
- // 关闭参数列表
- va_end(ap);
- return result;
- }
- int main ()
- {
- int sum_val = va_sum(, , , , , END);
- printf ("%d", sum_val);
- return ;
- }
1.4 使用注意事项
- 宏定义在 stdarg.h 中,所以使用时,不要忘了添加头文件。
- 设定一个参数结束标志(cplusplus 上说,va_arg 并不能确定哪个参数是最后一个参数)。
- 类型的匹配
- 期待您的补充……
二、深入原理
“源码面前,一览无遗”!
以下源码,来自“..\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\include”
- // stdarg.h
- #define va_start _crt_va_start
- #define va_arg _crt_va_arg
- #define va_end _crt_va_end
- // vadefs.h
- typedef char * va_list;
- #define _crt_va_start(ap,v) ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )
- #define _crt_va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
- #define _crt_va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
- #define _ADDRESSOF(v) ( &(v) )
- #define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
除了 _INTSIZEOF 之外,其他都很好理解,举个例子吧:
- /* 作者:独酌逸醉
- * 时间:2012.08.18
- * 功能:测试 _INTSIZEOF 宏
- * IDE: CodeBlocks 10.05
- */
- #include <stdio.h>
- #include <stdarg.h>
- int main ()
- {
- int i = ;
- float f = 0.0;
- printf("_INTSIZEOF(i) = %d\n", (int)(_INTSIZEOF(i)));
- printf("_INTSIZEOF(f) = %d\n", (int)(_INTSIZEOF(f)));
- printf("_INTSIZEOF(\"Hello,world\") = %d\n", (int)(_INTSIZEOF("Hello,world")));
- printf("sizeof(\"Hello,world\") = %d\n", sizeof("Hello,world") );
- return ;
- }
输出结果:
- _INTSIZEOF(i) =
- _INTSIZEOF(f) =
- _INTSIZEOF("Hello,world") =
- sizeof("Hello,world") =
既然 sizeof 和 _INTSIZEOF 值一样,为什么不直接用 sizeof 呢?干嘛要写的那么复杂?答案是为了字节对齐(无论32位还是64位机器,sizeof(int)永远代表机器的位数,明白了吧!^_^)
现在再去看变长参数的实现:其实就是把参数在栈中的地址记录到 ap 中(通过一个确定参数 paramN 确定地址),然后逐个读取值。
此时是否有一种豁然开朗的感觉?至少明白了许多,也清楚了很多。
三、知识扩展
可能大家也猜到了,我扩展要扩展什么了?!^_^
简单介绍两种函数调用约定
__stdcall (C++默认)
- 参数从右向左压入堆栈
- 函数被调用者修改堆栈
- 函数名(在编译器这个层次)自动加前导的下划线,后面紧跟一个@符号,其后紧跟着参数的尺寸
__cdecl (C语言默认)
- 参数从右向左压入堆栈
- 参数由调用者清楚,手动清栈,被调用函数不会要求调用者传递多少参数,调用者传递过多或者过少的参数,甚至完全不同的参数都不会产生编译阶段的错误。
那么,变参函数的调用方式为(也只能是):__cdecl 。
本来打算多写一点扩展的,又担心会文不符题,所以感兴趣的朋友可以去看参考资料中的文章,有一些介绍的很详细。
参考资料
- http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_start/
- http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_end/
- http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_list/
- http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_arg/
- http://51hired.com/questions/13278?sort=oldest
- http://www.cnblogs.com/diyunpeng/archive/2010/01/09/1643160.html
- http://blog.csdn.net/huanjieshuijing/article/details/5822942
- http://baike.baidu.com/view/1280676.htm
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