C语言可变參函数的实现
1 C语言中函数调用的原理
函数是大多数编程语言都实现的编程要素。调用函数的实现原理就是:运行跳转+參数传递。对于运行跳转,全部的CPU都直接提供跳转指令;对于參数传递,CPU会提供多种方式。最常见的方式就是利用栈来传递參数。
C语言标准实现了函数调用。可是却没有限定实现细节。不同的C编译器厂商能够依据底层硬件环境自行确定实现方式。
函数调用的一般实现原理。请參考我的博文C语言中利用setjmp和longjmp做异常处理中的第一段。
2 可变參实现思路
2.1 怎样取得兴许实參地址
我们以X86架构上的VC++编译器为例进行举例说明。
样例代码例如以下。
void f(int x, int y, int z)
{
printf("%p, %p, %p\n", &x, &y, &z);
}
int main()
{
f(100, 200, 300);
return 0;
}
可能的运行结果:
00FFF674, 00FFF678, 00FFF67C
VC++中函数的參数是通过堆栈传递的,參数依照从右向左的顺序入栈。调用f时參数在堆栈中的情况例如以下图所看到的:
可见,我们仅仅要知道x的地址,就能够推算出y,z的地址。从而通过其地址取得參数y,z的值,而不用其參数名称取值。例如以下代码所看到的。
void f(int x, int y, int z)
{
char* px = (char*)&x;
char *py = px + sizeof(x);
char *pz = py + sizeof(int);
printf("x=%d, y=%d, z=%d\n", x, *(int*)py, *(int*)pz);
}
int main()
{
f(100, 200, 300);
return 0;
}
可见依据函数的第一个參数。以及兴许參数的类型。就能够依据偏移量计算出兴许參数的地址。从而取得兴许參数值。
于是能够把上述代码改写成可变參数的形式。
void f(int x, ...)
{
char* px = (char*)&x;
char *py = px + sizeof(x);
char *pz = py + sizeof(int);
printf("x=%d, y=%d, z=%d\n", x, *(int*)py, *(int*)pz);
}
int main()
{
f(100, 200, 300);
return 0;
}
2.2 怎样标识兴许參数个数和类型
尽管写成了可变參形式。可是函数怎样推断兴许实參的个数和类型呢?这就须要在固定參数中携带这些信息,如printf(char*, …)使用的格式化字符串方法。通过第一个參数来携带兴许參数个数以及类型的信息。我们实现一个简单点的,仅仅能识别%s,%d,%f三种标志。
void f(char* fmt, ...)
{
char* p0 = (char*)&fmt;
char* ap = p0 + sizeof(fmt);
char* p = fmt;
while (*p) {
if (*p == '%' && *(p+1) == 'd') {
printf("參数类型为int,值为 %d\n", *((int*)ap));
ap += sizeof(int);
}
else if (*p == '%' && *(p+1) == 'f') {
printf("參数类型为double,值为 %f\n", *((double*)ap));
ap += sizeof(double);
}
else if (*p == '%' && *(p+1) == 's') {
printf("參数类型为char*,值为 %s\n", *((char**)ap));
ap += sizeof(char*);
}
p++;
}
}
int main()
{
f("%d,%f,%s", 100, 1.23, "hello world");
return 0;
}
输出:
參数类型为int,值为 100
參数类型为double,值为 1.230000
參数类型为char*,值为 hello world
为简化分析參数代码,定义一些宏来简化,例如以下。
#define va_list char* /* 可变參数地址 */
#define va_start(ap, x) ap=(char*)&x+sizeof(x) /* 初始化指针指向第一个可变參数 */
#define va_arg(ap, t) (ap+=sizeof(t),*((t*)(ap-sizeof(t)))) /* 取得參数值,同一时候移动指针指向兴许參数 */
#define va_end(ap) ap=0 /* 结束參数处理 */
void f(char* fmt, ...)
{
va_list ap;
va_start(ap, fmt);
char* p = fmt;
while (*p) {
if (*p == '%' && *(p+1) == 'd') {
printf("參数类型为int,值为 %d\n", va_arg(ap, int));
}
else if (*p == '%' && *(p+1) == 'f') {
printf("參数类型为double,值为 %f\n", va_arg(ap, double));
}
else if (*p == '%' && *(p+1) == 's') {
printf("參数类型为char*,值为 %s\n", va_arg(ap, char*));
}
p++;
}
va_end(ap);
}
int main()
{
f("%d,%f,%s,%d", 100, 1.23, "hello world", 200);
return 0;
}
3 正确的变參函数实现方法
上面的样例中,我们没有使用不论什么库函数就轻松实现了可变參数函数。
别高兴太早,上述代码在X86平台的VC++编译器下能够顺利编译、正确运行。可是在gcc编译后。运行却是错误的。
可见GCC对于可变參数的实參传递实现与VC++并不同样。
gcc下编译运行:
[smstong@cf-19 ~]$ ./a.out
參数类型为int,值为 0
參数类型为double,值为 0.000000
Segmentation fault
可见,上述代码是不可移植的。为了在使得可变參函数能够跨平台、跨编译器正确运行,必须使用C标准头文件stdarg.h中定义的宏,而不是我们自定义的。
(这些宏的名字和作用与我们自定义的宏全然同样,这绝不是巧合!)每一个不同的C编译器所附带的stdarg.h文件里对这些宏的定义都不同样。
再次重申一下这几个宏的使用范式:
va_list ap;
va_start(ap, 固定參数名); /* 依据最后一个固定參数初始化 */
可变參数1类型 x1 = va_arg(ap, 可变參数类型1); /* 依据參数类型,取得第一个可变參数值 */
可变參数2类型 x2 = va_arg(ap, 可变參数类型2); /* 依据參数类型。取得第二个可变參数值 */
...
va_end(ap); /* 结束 */
这次。把我们自己的宏定义去掉,换成#include
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
void f(char* fmt, ...)
{
va_list ap;
va_start(ap, fmt);
char* p = fmt;
while (*p) {
if (*p == '%' && *(p+1) == 'd') {
printf("參数类型为int,值为 %d\n", va_arg(ap, int));
}
else if (*p == '%' && *(p+1) == 'f') {
printf("參数类型为double,值为 %f\n", va_arg(ap, double));
}
else if (*p == '%' && *(p+1) == 's') {
printf("參数类型为char*,值为 %s\n", va_arg(ap, char*));
}
p++;
}
va_end(ap);
}
int main()
{
f("%d,%f,%s,%d", 100, 1.23, "hello world", 200);
return 0;
}
代码在VC++和GCC下均能够正确运行了。
4 几个须要注意的问题
4.1 va_end(ap); 必须不能省略
或许在有些编译器环境中,va_end(ap);确实没有什么作用,可是在其它编译器中却可能涉及到内存的回收,切不可省略。
4.2 可变參数的默认类型提升
《C语言程序设计》中提到:
在没有函数原型的情况下。char与short类型都将被转换为int类型,float类型将被转换为double类型。实际上。用...标识的可变參数总是会运行这样的类型提升。
引用《C陷阱与缺陷》里的话:
**va_arg宏的第2个參数不能被指定为char、short或者float类型**。
由于char和short类型的參数会被转换为int类型,而float类型的參数会被转换为double类型 ……
比如,这样写肯定是不正确的:
c = va_arg(ap,char);
由于我们无法传递一个char类型參数,假设传递了,它将会被自己主动转化为int类型。上面的式子应该写成:
c = va_arg(ap,int);
4.3 编译器无法进行參数类型检查
对于可变參数。编译器无法进行不论什么检查。仅仅能靠调用者的自觉来保证正确。
4.4 可变參数函数必须提供一个或很多其它的固定參数
可变參数必须靠固定參数来定位,所以函数中至少须要提供固定參数,f(固定參数,…)。
当然,也能够提供很多其它的固定參数,如f(固定參数1,固定參数2。…)。
注意的是,当提供2个或以上固定參数时。va_start(ap, x)宏中的x必须是最后一个固定參数的名字(也就是紧邻可变參数的那个固定參数)。
5 C的可变參函数与C++的重载函数
C++的函数重载特性,同意反复使用同样的名称来定义函数,仅仅要同名函数的參数(类型或数量)不同。比如,
void f(int x);
void f(int x, double d);
void f(char* s);
尽管源码中函数名字同样,事实上编译器处理后生成的是三个具有不同函数名的函数(名字改编name mangling)。
尽管在使用上有些相似之处。但这显然与C的可变參数函数全然不是一个概念。
C语言可变參函数的实现的更多相关文章
- C语言可变參实现參数累加返回
C语言可变參的作用真的是很大,自从发表了可变參怎样实现printf.fprintf,sprintf的文章以来.便有不少博友私信问我实现的机制,我也解释了相关的知识点.今天,我们借着这个机会,再来举一个 ...
- C语言可变参数函数实现原理
一.可变参数函数实现原理 C函数调用的栈结构: 可变参数函数的实现与函数调用的栈结构密切相关,正常情况下C的函数参数入栈规则为__stdcall, 它是从右到左的,即函数中的最右边的参数最先入栈. 本 ...
- C语言可变参数函数的编写
1. 引言 C语言我们接触的第一个库函数是 printf(“hello,world!”);其参数个数为1个. 然后,我们会接触到诸如: printf(“a=%d,b=%s,c=%c”,a,b,c);此 ...
- c语言可变参数函数
c语言支持可变参数函数.这里的可变指,函数的参数个数可变. 其原理是,一般情况下,函数参数传递时,其压栈顺序是从右向左,栈在虚拟内存中的增长方向是从上往下.所以,对于一个函数调用 func(int a ...
- C语言可变参数函数详解示例
先看代码 printf(“hello,world!”);其参数个数为1个. printf(“a=%d,b=%s,c=%c”,a,b,c);其参数个数为4个. 如何编写可变参数函数呢?我们首先来看看pr ...
- C语言可变长參数实现原理
微博:http://weibo.com/u/2203007022 (1) C语言可变參数 我们能够从C语言的printf得出可变參数的作用.printf函数的原型例如 ...
- c 语言函数可变參数的处理
/************************************************************************* > File Name: va_list.c ...
- C语言利用va_list、va_start、va_end、va_arg宏定义可变參数的函数
在定义可变參数的函数之前,先来理解一下函数參数的传递原理: 1.函数參数是以栈这样的数据结构来存取的,在函数參数列表中,从右至左依次入栈. 2.參数的内存存放格式:參数的内存地址存放在内存的堆栈段中, ...
- C中參数个数可变的函数
一.什么是可变參数 我们在C语言编程中有时会遇到一些參数个数可变的函数,比如printf()函数,其函数原型为: int printf( const char* format, ...); 它除了有一 ...
随机推荐
- Problem B: 开个餐馆算算账
Description 小明创业了!他开了一家餐馆,每天客人还挺多的.每天下班后,他都要算算今天总共收入多少钱,但是手工算太麻烦了,所以他来向你求助了. Input 第1行N>0,表示餐馆提供N ...
- [java基础] java 左移和右移
今天搜到一个比较好用的在线编译器,希望和大家分享. 除了java还有c++....,地址是http://www.tutorialspoint.com/compile_java_online.php 另 ...
- Java微信公众平台开发_06_素材管理
一.本节要点 1.官方文档的media 这个media可以理解为文件,即我们需要以POST方式提交一个文件 2.媒体文件有效期 媒体文件在微信后台保存时间为3天,即3天后media_id失效. 二.代 ...
- 29.使用register_chrdev_region()系列来注册字符设备
1.之前注册字符设备用的如下函数注册字符设备驱动: register_chrdev(unsigned int major, const char *name,const struct file_ope ...
- 【Tesseract】Tesseract API在VS 2013中的配置以及调用
想要在VS中使用Tesseract库,必须使用经过相对应的VS版本编译过的dll以及lib.比如在VS 2013中,就必须使用在VS 2013中编译过的Tesseract库. 这里我给出经过VS 20 ...
- 使用cobbler批量安装操作系统(基于Centos7.x )
1.1 cobbler简介 Cobbler是一个Linux服务器安装的服务,可以通过网络启动(PXE)的方式来快速安装.重装物理服务器和虚拟机,同时还可以管理DHCP,DNS等. Cobbler可以使 ...
- .net中LAMBDA表达式常用写法
这里主要是将数据库中的常用操作用LAMBDA表达式重新表示了下,用法不多,但相对较常用,等有时间了还会扩展,并将查询语句及LINQ到时也一并重新整理下: 1.select语句:books.Select ...
- 如何用while循环 输出一个九九乘法表
方法一 i = 1 while i < 10: k = 1 while k <= i: print('%d*%d=%2d '% (i,k,i*k),end='') #end='' 表示不换 ...
- MeshRenderer组件及相关API
MeshRenderer:网格过滤器,用于"渲染"显示模型. Cast Shodows:是否投射阴影.(on:开.off:关) Receive Shodows:是否接收阴影. Ma ...
- hadoop2.5的伪分布式安装配置
一.windows环境下安装 根据博主写的一次性安装成功了: http://blog.csdn.net/antgan/article/details/52067441 二.linux环境下(cento ...