C語言參數(shù)個(gè)數(shù)可變函數(shù)詳解.docx

C語言參數(shù)個(gè)數(shù)可變函數(shù)淺析VA函數(shù)（variable argument function），參數(shù)個(gè)數(shù)可變函數(shù)，又稱可變參數(shù)函數(shù)。C/C+編程中，系統(tǒng)提供給編程人員的va函數(shù)很少。*printf()/*scanf()系列函數(shù)，用于輸入輸出時(shí)格式化字符串；exec*()系列函數(shù)，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(gè)可變參數(shù)函數(shù)，倒不如說它是exec*()經(jīng)過封裝后的具備特殊功能和意義的函數(shù)，至少在原理這一級(jí)上有很多相似之處)。由于參數(shù)個(gè)數(shù)的不確定，使va函數(shù)具有很大的靈活性，易用性，對(duì)沒有使用過可變參數(shù)函數(shù)的編程人員很有誘惑力；那么，該如何編寫自己的va函數(shù)，va函數(shù)的運(yùn)用時(shí)機(jī)、編譯實(shí)現(xiàn)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(shù)開始介紹可變參數(shù)函數(shù)。原型：int printf(const char * format, .);參數(shù)format表示如何來格式字符串的指令，表示可選參數(shù)，調(diào)用時(shí)傳遞給.的參數(shù)可有可無，根據(jù)實(shí)際情況而定。系統(tǒng)提供了vprintf系列格式化字符串的函數(shù)，用于編程人員封裝自己的I/O函數(shù)。int vprintf / vscanf(const char * format, va_list ap); / 從標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(diào)用時(shí)，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(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出，字符串執(zhí)行格式化。在上面的例1中，WriteLog()函數(shù)可以接受參數(shù)個(gè)數(shù)可變的輸入，本質(zhì)上，它的實(shí)現(xiàn)需要vprintf()的支持。如何真正實(shí)現(xiàn)屬于自己的可變參數(shù)函數(shù)，包括控制每一個(gè)傳入的可選參數(shù)。二、 va函數(shù)的定義和va宏C語言支持va函數(shù)，作為C語言的擴(kuò)展-C+同樣支持va函數(shù)，但在C+中并不推薦使用，C+引入的多態(tài)性同樣可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)個(gè)數(shù)可變的函數(shù)。不過，C+的重載功能畢竟只能是有限多個(gè)可以預(yù)見的參數(shù)個(gè)數(shù)。比較而言，C中的va函數(shù)則可以定義無窮多個(gè)相當(dāng)于C+的重載函數(shù)，這方面C+是無能為力的。va函數(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)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(gòu)、硬件平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)，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(biāo)準(zhǔn)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(gè)自然數(shù)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(diào)用時(shí)int nSqSum = SqSum(7, 2, 7, 11, -1);可變參數(shù)函數(shù)的原型聲明格式為：type VAFunction(type arg1, type arg2, );參數(shù)可以分為兩部分：個(gè)數(shù)確定的固定參數(shù)和個(gè)數(shù)可變的可選參數(shù)。函數(shù)至少需要一個(gè)固定參數(shù)，固定參數(shù)的聲明和普通函數(shù)一樣；可選參數(shù)由于個(gè)數(shù)不確定，聲明時(shí)用表示。固定參數(shù)和可選參數(shù)公同構(gòu)成一個(gè)函數(shù)的參數(shù)列表。借助上面這個(gè)簡單的例2，來看看各個(gè)va_xxx的作用。va_list arg_ptr：定義一個(gè)指向個(gè)數(shù)可變的參數(shù)列表指針（Linux0.11中為char*類型）；va_start(arg_ptr, argN)：使參數(shù)列表指針arg_ptr指向函數(shù)參數(shù)列表中的第一個(gè)可選參數(shù)，說明：argN是位于第一個(gè)可選參數(shù)之前的固定參數(shù)，（或者說，最后一個(gè)固定參數(shù)；之前的一個(gè)參數(shù)），函數(shù)參數(shù)列表中參數(shù)在內(nèi)存中的順序與函數(shù)聲明時(shí)的順序是一致的。如果有一va函數(shù)的聲明是void va_test(char a, char b, char c, )，則它的固定參數(shù)依次是a,b,c，最后一個(gè)固定參數(shù)argN為c，因此就是va_start(arg_ptr, c)。va_arg(arg_ptr, type)：返回參數(shù)列表中指針arg_ptr所指的參數(shù)，返回類型為type，并使指針arg_ptr指向參數(shù)列表中下一個(gè)參數(shù)。va_copy(dest, src)：dest，src的類型都是va_list，va_copy()用于復(fù)制參數(shù)列表指針，將dest初始化為src。va_end(arg_ptr)：清空參數(shù)列表，并置參數(shù)指針arg_ptr無效。說明：指針arg_ptr被置無效后，可以通過調(diào)用va_start()、va_copy()恢復(fù)arg_ptr。每次調(diào)用va_start() / va_copy()后，必須得有相應(yīng)的va_end()與之匹配。參數(shù)指針可以在參數(shù)列表中隨意地來回移動(dòng)，但必須在va_start() - va_end()之內(nèi)。1，首先分析 va_start 的實(shí)現(xiàn)方法。 下面是各個(gè)宏的具體定義和實(shí)現(xiàn)，這是Linux 0.11版內(nèi)核的一種是實(shí)現(xiàn)方法。/定義一個(gè)指向個(gè)數(shù)可變的參數(shù)列表指針typedef char * va_list;/定義va_list 是一個(gè)字符指針類型。/* 下面給出了類型為TYPE 的arg 參數(shù)列表所要求的空間容量。TYPE 也可以是使用該類型的一個(gè)表達(dá)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(shù)。#define _va_rounded_size(TYPE) (sizeof (TYPE) + sizeof (int) - 1) / sizeof (int) * sizeof (int)/ 下面這個(gè)函數(shù)（用宏實(shí)現(xiàn)）使AP 指向傳給函數(shù)的可變參數(shù)表的第一個(gè)參數(shù)。/ 在第一次調(diào)用va_arg 或va_end 之前，必須首先調(diào)用該函數(shù)。/ _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(cè)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(gè)字符指針，LASTARG也是一個(gè)字符指針#ifndef _sparc_/沒有分析出來這個(gè)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(jù)GCC文檔中的描述，由于某些函數(shù)參數(shù)/的傳遞是通過寄存器來的，為了使可變函數(shù)參數(shù)機(jī)制成功，該宏將寄/存器中的參數(shù)復(fù)制到內(nèi)存中。/解釋：這個(gè)宏就是計(jì)算了可變參數(shù)中的第一個(gè)可變參數(shù)的開始地址，/&這個(gè)符號(hào)是對(duì)LASTARG參數(shù)取地址操作/&LASTARG求出最后一個(gè)固定參數(shù)的開始地址，再加上對(duì)齊后的LASTARG/本身的長度便是緊接著LASTARG的第一個(gè)可變參數(shù)的地址了，再將該參數(shù)賦值給AP。/涉及到一個(gè)C語言的參數(shù)的一個(gè)對(duì)齊機(jī)制在里面 (_builtin_saveregs (), AP = (char *) &(LASTARG) + _va_rounded_size (LASTARG)#endif以上就是Linux0.11內(nèi)核中對(duì)va_start的一種實(shí)現(xiàn)放法，這里面主要涉及到C語言函數(shù)參數(shù)的通過堆棧來傳遞的問題了。2，下面分析va_arg 函數(shù)的實(shí)現(xiàn)內(nèi)幕/ 下面該宏用于擴(kuò)展表達(dá)式使其與下一個(gè)被傳遞參數(shù)具有相同的類型和值。/ 對(duì)于缺省值，va_arg 可以用字符、無符號(hào)字符和浮點(diǎn)類型。/ 在第一次使用va_arg 時(shí)，它返回表中的第一個(gè)參數(shù)，后續(xù)的每次調(diào)用都將返回表的/ 下一個(gè)參數(shù)。這是通過先訪問AP，然后把它增加以指向下一項(xiàng)來實(shí)現(xiàn)的。/ va_arg 使用TYPE