深度探索C語言函數可變長參數

文章目錄

• 一、基礎部分
• 二、深入原理
• 三、知識擴充
• 參考資料

獨立部落格連結：http://www.keepsimply.org/2012/08/18/deep-explore-c-va-arg/

作者：獨酌逸醉
時間：2012.08.18

一、基礎部分1.1 什麼是可變長參數

可變長參數：顧名思義，就是函數的參數長度（數量）是可變的。比如 C 語言的 printf 系列的（格式化輸入輸出等）函數，都是參數可變的。下面是 printf 函數的聲明：

int printf ( const char * format, ... );

可變參數函式宣告方式都是類似的。

1.2 如何?

C語言可變參數通過三個宏（va_start、va_end、va_arg）和一個類型（va_list）實現的，

void va_start ( va_list ap, paramN );
參數：
ap: 可變參數列表地址
paramN: 確定的參數
功能：初始化可變參數列表（把函數在 paramN 之後的參數地址放到 ap 中）。

void va_end ( va_list ap );
功能：關閉初始化列表（將 ap 置空）。

type va_arg ( va_list ap, type );
功能：返回下一個參數的值。

va_list ：儲存參數的類型資訊。

好了，綜合上面3個宏和一個類型可以猜出如何?C語言可變長參數函數：用 va_start 擷取參數列表（的地址）儲存到 ap 中，用 va_arg 逐個擷取值，最後用 va_arg 將 ap 置空。

1.3 舉例

/* 作者：獨酌逸醉 * 時間：2012.08.18 * 功能：用C語言實現變長參數小例：求和 * IDE:  Microsoft Visual Studio 2010 */#include <stdio.h>#include <stdarg.h>#define END -1int va_sum (int first_num, ...){    // (1) 定義參數列表    va_list ap;    // (2) 初始化參數列表    va_start(ap, first_num);    int result = first_num;    int temp = 0;    // 擷取參數值    while ((temp = va_arg(ap, int)) != END)    {        result += temp;    }    // 關閉參數列表    va_end(ap);    return result;}int main (){    int sum_val = va_sum(1, 2, 3, 4, 5, END);    printf ("%d", sum_val);    return 0;}

 

1.4 使用注意事項

1. 宏定義在 stdarg.h 中，所以使用時，不要忘了添加標頭檔。
2. 設定一個參數結束標誌（cplusplus 上說，va_arg 並不能確定哪個參數是最後一個參數）。
3. 類型的匹配
4. 期待您的補充……

二、深入原理

“源碼面前，一覽無遺”！

以下源碼，來自“..\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.htypedef 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，舉個例子吧：

/* 作者：獨酌逸醉 * 時間：2012.08.18 * 功能：測試 _INTSIZEOF 宏 * IDE:  CodeBlocks 10.05 */#include <stdio.h>#include <stdarg.h>int main (){int i = 1;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 0;}

輸出結果：

_INTSIZEOF(i) = 4_INTSIZEOF(f) = 4_INTSIZEOF("Hello,world") = 12sizeof("Hello,world") = 12

既然 sizeof 和 _INTSIZEOF 度量一樣，為什麼不直接用 sizeof 呢？幹嘛要寫的那麼複雜？答案是為了位元組對齊（無論32位還是64位機器，sizeof(int)永遠代表機器的位元，明白了吧！^_^）

現在再去看變長參數的實現：其實就是把參數在棧中的地址記錄到 ap 中（通過一個確定參數 paramN 確定地址），然後逐個讀取值。

此時是否有一種豁然開朗的感覺？至少明白了許多，也清楚了很多。

三、知識擴充

可能大家也猜到了，我擴充要擴充什麼了？！^_^

簡單介紹兩種函數呼叫慣例

__stdcall （C++預設）

1. 參數從右向左壓入堆棧
2. 函數被調用者修改堆棧
3. 函數名(在編譯器這個層次)自動加前置的底線，後面緊跟一個@符號，其後緊跟著參數的尺寸

__cdecl （C語言預設）

1. 參數從右向左壓入堆棧
2. 參數由調用者清楚，手動清棧，被調用函數不會要求調用者傳遞多少參數，調用者傳遞過多或者過少的參數，甚至完全不同的參數都不會產生編譯階段的錯誤。

那麼，變參函數的調用方式為（也只能是）：__cdecl 。

本來打算多寫一點擴充的，又擔心會文不符題，所以感興趣的朋友可以去看參考資料中的文章，有一些介紹的很詳細。

參考資料

1. http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_start/
2. http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_end/
3. http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_list/
4. http://www.cplusplus.com/reference/clibrary/cstdarg/va_arg/
5. http://51hired.com/questions/13278?sort=oldest
6. http://www.cnblogs.com/diyunpeng/archive/2010/01/09/1643160.html
7. http://blog.csdn.net/huanjieshuijing/article/details/5822942
8. http://baike.baidu.com/view/1280676.htm