C語言參數個數可變函數詳解.docx

C語言參數個數可變函數淺析VA函數（variable argument function），參數個數可變函數，又稱可變參數函數。C/C+編程中，系統(tǒng)提供給編程人員的va函數很少。*printf()/*scanf()系列函數，用于輸入輸出時格式化字符串；exec*()系列函數，用于在程序中執(zhí)行外部文件(main(int argc,char*argv)算不算呢，與其說main()也是一個可變參數函數，倒不如說它是exec*()經過封裝后的具備特殊功能和意義的函數，至少在原理這一級上有很多相似之處)。由于參數個數的不確定，使va函數具有很大的靈活性，易用性，對沒有使用過可變參數函數的編程人員很有誘惑力；那么，該如何編寫自己的va函數，va函數的運用時機、編譯實現又是如何。下面一一介紹。一、 從printf()開始從大家都很熟悉的格式化字符串函數開始介紹可變參數函數。原型：int printf(const char * format, .);參數format表示如何來格式字符串的指令，表示可選參數，調用時傳遞給.的參數可有可無，根據實際情況而定。系統(tǒng)提供了vprintf系列格式化字符串的函數，用于編程人員封裝自己的I/O函數。int vprintf / vscanf(const char * format, va_list ap); / 從標準輸入/輸出格式化字符串int vfprintf / vfsacanf(FILE * stream, const char * format, va_list ap); / 從文件流int vsprintf / vsscanf(char * s, const char * format, va_list ap); / 從字符串/ 例1：格式化到一個文件流，可用于日志文件FILE *logfile;int WriteLog(const char * format, .)va_list arg_ptr;va_start(arg_ptr, format);int nWrittenBytes = vfprintf(logfile, format, arg_ptr);va_end(arg_ptr);return nWrittenBytes;/ 調用時，與使用printf()沒有區(qū)別。WriteLog(d-d-d d:d:d %s/d logged out.,nYear, nMonth, nDay, nHour, nMinute, szUserName, nUserID);同理，也可以從文件中執(zhí)行格式化輸入；或者對標準輸入輸出，字符串執(zhí)行格式化。在上面的例1中，WriteLog()函數可以接受參數個數可變的輸入，本質上，它的實現需要vprintf()的支持。如何真正實現屬于自己的可變參數函數，包括控制每一個傳入的可選參數。二、 va函數的定義和va宏C語言支持va函數，作為C語言的擴展-C+同樣支持va函數，但在C+中并不推薦使用，C+引入的多態(tài)性同樣可以實現參數個數可變的函數。不過，C+的重載功能畢竟只能是有限多個可以預見的參數個數。比較而言，C中的va函數則可以定義無窮多個相當于C+的重載函數，這方面C+是無能為力的。va函數的優(yōu)勢表現在使用的方便性和易用性上，可以使代碼更簡潔。C編譯器為了統(tǒng)一在不同的硬件架構、硬件平臺上的實現，和增加代碼的可移植性，提供了一系列宏來屏蔽硬件環(huán)境不同帶來的差異。ANSI C標準下，va的宏定義在stdarg.h中，它們有：va_list，va_start()，va_arg()，va_end()。/ 例2：求任意個自然數的平方和：int SqSum(int n1, .)va_list arg_ptr;int nSqSum = 0, n = n1;va_start(arg_ptr, n1);while (n 0)nSqSum += (n * n);n = va_arg(arg_ptr, int);va_end(arg_ptr);return nSqSum;/ 調用時int nSqSum = SqSum(7, 2, 7, 11, -1);可變參數函數的原型聲明格式為：type VAFunction(type arg1, type arg2, );參數可以分為兩部分：個數確定的固定參數和個數可變的可選參數。函數至少需要一個固定參數，固定參數的聲明和普通函數一樣；可選參數由于個數不確定，聲明時用表示。固定參數和可選參數公同構成一個函數的參數列表。借助上面這個簡單的例2，來看看各個va_xxx的作用。va_list arg_ptr：定義一個指向個數可變的參數列表指針（Linux0.11中為char*類型）；va_start(arg_ptr, argN)：使參數列表指針arg_ptr指向函數參數列表中的第一個可選參數，說明：argN是位于第一個可選參數之前的固定參數，（或者說，最后一個固定參數；之前的一個參數），函數參數列表中參數在內存中的順序與函數聲明時的順序是一致的。如果有一va函數的聲明是void va_test(char a, char b, char c, )，則它的固定參數依次是a,b,c，最后一個固定參數argN為c，因此就是va_start(arg_ptr, c)。va_arg(arg_ptr, type)：返回參數列表中指針arg_ptr所指的參數，返回類型為type，并使指針arg_ptr指向參數列表中下一個參數。va_copy(dest, src)：dest，src的類型都是va_list，va_copy()用于復制參數列表指針，將dest初始化為src。va_end(arg_ptr)：清空參數列表，并置參數指針arg_ptr無效。說明：指針arg_ptr被置無效后，可以通過調用va_start()、va_copy()恢復arg_ptr。每次調用va_start() / va_copy()后，必須得有相應的va_end()與之匹配。參數指針可以在參數列表中隨意地來回移動，但必須在va_start() - va_end()之內。1，首先分析 va_start 的實現方法。 下面是各個宏的具體定義和實現，這是Linux 0.11版內核的一種是實現方法。/定義一個指向個數可變的參數列表指針typedef char * va_list;/定義va_list 是一個字符指針類型。/* 下面給出了類型為TYPE 的arg 參數列表所要求的空間容量。TYPE 也可以是使用該類型的一個表達式 */ 下面這句定義了取整后的TYPE 類型的字節(jié)長度值。是int 長度(4)的倍數。#define _va_rounded_size(TYPE) (sizeof (TYPE) + sizeof (int) - 1) / sizeof (int) * sizeof (int)/ 下面這個函數（用宏實現）使AP 指向傳給函數的可變參數表的第一個參數。/ 在第一次調用va_arg 或va_end 之前，必須首先調用該函數。/ _builtin_saveregs()是在gcc 的庫程序libgcc2.c 中定義的，用于保存寄存器。/ 它的說明可參見gcc 手冊章節(jié)“Target Description Macros”中的/ “Implementing the Varargs Macros”小節(jié)。/這里AP是輸出，LASTARG是輸入，AP是一個字符指針，LASTARG也是一個字符指針#ifndef _sparc_/沒有分析出來這個條件編譯的作用是什么？#define va_start(AP, LASTARG) (AP = (char *) &(LASTARG) + _va_rounded_size (LASTARG)#else#define va_start(AP, LASTARG) /解釋：_builtin_saveregs:根據GCC文檔中的描述，由于某些函數參數/的傳遞是通過寄存器來的，為了使可變函數參數機制成功，該宏將寄/存器中的參數復制到內存中。/解釋：這個宏就是計算了可變參數中的第一個可變參數的開始地址，/&這個符號是對LASTARG參數取地址操作/&LASTARG求出最后一個固定參數的開始地址，再加上對齊后的LASTARG/本身的長度便是緊接著LASTARG的第一個可變參數的地址了，再將該參數賦值給AP。/涉及到一個C語言的參數的一個對齊機制在里面 (_builtin_saveregs (), AP = (char *) &(LASTARG) + _va_rounded_size (LASTARG)#endif以上就是Linux0.11內核中對va_start的一種實現放法，這里面主要涉及到C語言函數參數的通過堆棧來傳遞的問題了。2，下面分析va_arg 函數的實現內幕/ 下面該宏用于擴展表達式使其與下一個被傳遞參數具有相同的類型和值。/ 對于缺省值，va_arg 可以用字符、無符號字符和浮點類型。/ 在第一次使用va_arg 時，它返回表中的第一個參數，后續(xù)的每次調用都將返回表的/ 下一個參數。這是通過先訪問AP，然后把它增加以指向下一項來實現的。/ va_arg 使用TYPE