C语言中的可变参数

我们在C语言编程中会遇到一些参数个数可变的函数,例如printf()这个函数,它的定义是这样的:
　　int printf( const char* format, ...);
　　它除了有一个参数format固定以外,后面跟的参数的个数和类型是可变的,例如我们可以有以下不同的调用方法:
　　printf("%d",i);
　　printf("%s",s);
　　printf("the number is %d ,string is:%s", i, s);

•(一)写一个简单的可变参数的C函数

　　下面我们来探讨如何写一个简单的可变参数的C函数.写可变参数的C函数要在程序中用到以下这些宏:

•　　void va_start( va_list arg_ptr, prev_param );

　　type va_arg( va_list arg_ptr, type );

　　void va_end( va_list arg_ptr );

　　va在这里是variable-argument(可变参数)的意思.这些宏定义在stdarg.h中,所以用到可变参数的程序应该包含这个头文件.下面我们写一个简单的可变参数的函数,改函数至少有一个整数参数,第二个参数也是整数,是可选的.函数只是打印这两个参数的值.

•void simple_va_fun(int i, ...)
　　{
　　va_list arg_ptr;
　　int j=0;

　　va_start(arg_ptr, i);
　　j=va_arg(arg_ptr, int);
　　va_end(arg_ptr);
　　printf("%d %d/n", i, j);
　　return;
　　}

从这个函数的实现可以看到,我们使用可变参数应该有以下步骤:
　　1)首先在函数里定义一个va_list型的变量,这里是arg_ptr,这个变量是指向参数的指针.
　　2)然后用va_start宏初始化变量arg_ptr,这个宏的第二个参数是第一个可变参数的前一个参数,是一个固定的参数.
　　3)然后用va_arg返回可变的参数,并赋值给整数j. va_arg的第二个参数是你要返回的参数的类型,这里是int型.
　　4)最后用va_end宏结束可变参数的获取.然后你就可以在函数里使用第二个参数了.如果函数有多个可变参数的,依次调用va_arg获取各个参数.

(二)可变参数在编译器中的处理

　　我们知道va_start,va_arg,va_end是在stdarg.h中被定义成宏的,由于1)硬件平台的不同 2)编译器的不同,所以定义的宏也有所不同,下面以VC++中stdarg.h里x86平台的宏定义摘录如下(’/’号表示折行):
　　typedef char * va_list;

　　#define _INTSIZEOF(n) /
　　((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int) - 1) )

　　#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )

　　#define va_arg(ap,t) /
　　( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )

　　#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )

•定义_INTSIZEOF(n)主要是为了某些需要内存的对齐的系统.
•C语言的函数是从右向左压入堆栈的,图(1)是函数的参数在堆栈中的分布位置.我们看到va_list被定义成char*,再看va_start的定义,定义为&v+_INTSIZEOF(v),而&v是固定参数在堆栈的地址,所以我们运行va_start(ap, v)以后,ap指向第一个可变参数在堆栈的地址,如图:

高地址|-----------------------------|
|函数返回地址 |
|-----------------------------|
|....... |
|-----------------------------|
|第n个参数(第一个可变参数) |
|-----------------------------|<--va_start后ap指向
|第n-1个参数(最后一个固定参数)|
低地址|-----------------------------|<-- &v
图(1)

然后,我们用va_arg()取得类型t的可变参数值,以上例为int型为例,我们看一下va_arg取int型的返回值:
j= ( *(int*)((ap += _INTSIZEOF(int))-_INTSIZEOF(int)) );

高地址|-----------------------------|
|函数返回地址 |
|-----------------------------|
|....... |
|-----------------------------|<--va_arg后ap指向
|第n个参数(第一个可变参数) |
|-----------------------------|<--va_start后ap指向
|第n-1个参数(最后一个固定参数)|
低地址|-----------------------------|<-- &v
图(2)

最后要说的是va_end宏的意思,x86平台定义为ap=(char*)0;使ap不再指向堆栈,而是跟NULL一样.有些直接定义为((void*)0),这样编译器不会为va_end产生代码,例如gcc在linux的x86平台就是这样定义的.在这里大家要注意一个问题:由于参数的地址用于va_start宏,所以参数不能声明为寄存器变量或作为函数或数组类型.

可变参数函数 参数个数的获得方法
2009-08-26 16:50

可变参数函数 参数个数的获得方法 2007年07月23日 星期一 13:33 有的到野指针的风险,会使程序产生异常,debug模式下经常提示对0xFFFFFFFF进行操作的异常 .release模式下会产生对0x00000001地址进行操作的异常.这个地址是不确定的. 两种判断参数个数的方法如下: 1,在最前面加上参数个数. 调用方法: vsfun(5,"dddd","ggggggggg","ccc","asdfasdf","bbbb"); 函数主体: int vsfun03( int fmt, ...) { int i =0; va_list argptr; char *str; va_start(argptr,fmt); printf("%d/n",fmt); for(i= 0 ;i<fmt;i++) { str = va_arg(argptr,char *); if ( fmt==NULL) break; printf("%s/n",str); //i++; } va_end(argptr); return(i); } 2,最后一个参数定义为NULL. 调用方法: vsfun("dddd","ggggggggg","ccc","asdfasdf","bbbb",NULL); 函数主体: int vsfun(char *fmt, ...) { int i =0; va_list argptr; va_start(argptr,fmt); printf("%s/n",fmt); while(1) { fmt = va_arg(argptr,char *); if ( fmt==NULL) break; printf("%s/n",fmt); i++; } va_end(argptr); return(i); } 其他判断方法我还没有想到.那个标准C对野指针的判断方法基本没有.

首先ap+=sizeof(int),已经指向下一个参数的地址了.然后返回ap-sizeof(int)的int*指针,这正是第一个可变参数在堆栈里的地址(图2).然后用*取得这个地址的内容(参数值)赋给j.

如果我们用下面三种方法调用的话,都是合法的,但结果却不一样:
　1)　　simple_va_fun(100);
　 结果是:100 -123456789(会变的值)

　　2) 　　simple_va_fun(100,200);
结果是:100 200

　3) 　　simple_va_fun(100,200,300);
　　 结果是:100 200

　　我们看到第一种调用有错误,第二种调用正确,第三种调用尽管结果正确,但和我们函数最初的设计有冲突.下面一节我们探讨出现这些结果的原因和可变参数在编译器中是如何处理的.