转载只为记录经典之<va_start va_arg va_end 的使用和原理二>

概述

由于在C语言中没有函数重载,解决不定数目函数参数问题变得比较麻烦;即使采用C++,如果参数个数不能确定,也很难采用函数重载.对这种情况,有些人采用指针参数来解决问题.下面就c语言中处理不定参数数目的问题进行讨论.

定义

大家先看几宏.

在VC++6.0的include有一个stdarg.h头文件,有如下几个宏定义:

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

#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )           //第一个可选参数地址

#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一个参数地址

#define va_end(ap)    ( ap = (va_list)0 )                            // 将指针置为无效

如果对以上几个宏定义不理解,可以略过,接这看后面的内容.
参数在堆栈中分布,位置

在进程中,堆栈地址是从高到低分配的.当执行一个函数的时候,将参数列表入栈,压入堆栈的高地址部分,然后入栈函数的返回地址,接着入栈函数的执行代码,这个入栈过程,堆栈地址不断递减,一些黑客就是在堆栈中修改函数返回地址,执行自己的代码来达到执行自己插入的代码段的目的.

总之,函数在堆栈中的分布情况是:地址从高到低,依次是:函数参数列表,函数返回地址,函数执行代码段.

堆栈中,各个函数的分布情况是倒序的.即最后一个参数在列表中地址最高部分,第一个参数在列表地址的最低部分.参数在堆栈中的分布情况如下:

最后一个参数

倒数第二个参数

...

第一个参数

函数返回地址

函数代码段
示例代码

void arg_test(int i, ...);

int main(int argc,char *argv[])

{

int int_size = _INTSIZEOF(int);

printf("int_size=%d\n", int_size);

arg_test(0, 4);

arg_cnt(4,1,2,3,4);

return 0;

}

void arg_test(int i, ...)

{

int j=0;

va_list arg_ptr;

va_start(arg_ptr, i);

printf("&i = %p\n", &i);//打印参数i在堆栈中的地址

printf("arg_ptr = %p\n", arg_ptr);

//打印va_start之后arg_ptr地址,

//应该比参数i的地址高sizeof(int)个字节

//这时arg_ptr指向下一个参数的地址

j=*((int *)arg_ptr);

printf("%d %d\n", i, j);

j=va_arg(arg_ptr, int);

printf("arg_ptr = %p\n", arg_ptr);

//打印va_arg后arg_ptr的地址

//应该比调用va_arg前高sizeof(int)个字节

//这时arg_ptr指向下一个参数的地址

va_end(arg_ptr);

printf("%d %d\n", i, j);

}

代码说明:

int int_size = _INTSIZEOF(int);得到int类型所占字节数

va_start(arg_ptr, i); 得到第一个可变参数地址,
根据定义(va_list)&v得到起始参数的地址, 再加上_INTSIZEOF(v) ,就是其实参数下一个参数的地址,即第一个可变参数地址.

j=va_arg(arg_ptr, int); 得到第一个参参数的值,并且arg_ptr指针上移一个_INTSIZEOF(int),即指向下一个可变参数的地址.

va_end(arg_ptr);置空arg_ptr,即arg_ptr=0;

总结:读取可变参数的过程其实就是堆栈中,使用指针,遍历堆栈段中的参数列表,从低地址到高地址一个一个地把参数内容读出来的过程.

在编程中应该注意的问题和解决办法

虽然可以通过在堆栈中遍历参数列表来读出所有的可变参数,但是由于不知道可变参数有多少个,什么时候应该结束遍历,如果在堆栈中遍历太多,那么很可能读取一些无效的数据.

解决办法:a.可以在第一个起始参数中指定参数个数,那么就可以在循环还中读取所有的可变参数;b.定义一个结束标记,在调用函数的时候,在最后一个参数中传递这个标记,这样在遍历可变参数的时候,可以根据这个标记结束可变参数的遍历;

下面是一段示例代码:

//第一个参数定义可选参数个数,用于循环取初参数内容

void arg_cnt(int cnt, ...);

int main(int argc,char *argv[])

{

int int_size = _INTSIZEOF(int);

printf("int_size=%d\n", int_size);

arg_cnt(4,1,2,3,4);

return 0;

}

void arg_cnt(int cnt, ...)

{

int value=0;

int i=0;

int arg_cnt=cnt;

va_list arg_ptr;

va_start(arg_ptr, cnt);

for(i = 0; i < cnt; i++)

{

  value = va_arg(arg_ptr,int);

  printf("value%d=%d\n", i+1, value);

}

}

虽然可以根据上面两个办法解决读取参数个数的问题,但是如果参数类型都是不定的,该怎么办,如果不知道参数的类型,即使读到了参数也没有办法进行处理.解决办法:可以自定义一些可能出现的参数类型,这样在可变参数列表中,可以可变参数列表中的那类型,然后根据类型,读取可变参数值,并进行准确地转换.传递参数的时候可以这样传递:参数数目,可变参数类型1,可变参数值1,可变参数类型2,可变参数值2,....

这里给出一个完整的例子:

#include <stdio.h>

#include <stdarg.h>

const int INT_TYPE  = 100000;

const int STR_TYPE  = 100001;

const int CHAR_TYPE  = 100002;

const int LONG_TYPE  = 100003;

const int FLOAT_TYPE = 100004;

const int DOUBLE_TYPE = 100005;

//第一个参数定义可选参数个数,用于循环取初参数内容

//可变参数采用arg_type,arg_value...的形式传递,以处理不同的可变参数类型

void arg_type(int cnt, ...);

//第一个参数定义可选参数个数,用于循环取初参数内容

void arg_cnt(int cnt, ...);

//测试va_start,va_arg的使用方法,函数参数在堆栈中的地址分布情况

void arg_test(int i, ...);

int main(int argc,char *argv[])

{

int int_size = _INTSIZEOF(int);

printf("int_size=%d\n", int_size);

arg_test(0, 4);

arg_cnt(4,1,2,3,4);

arg_type(2, INT_TYPE, 222, STR_TYPE, "ok,hello world!");

return 0;

}
void arg_test(int i, ...)

{

int j=0;

va_list arg_ptr;

va_start(arg_ptr, i);

printf("&i = %p\n", &i);//打印参数i在堆栈中的地址

printf("arg_ptr = %p\n", arg_ptr);

//打印va_start之后arg_ptr地址,

//应该比参数i的地址高sizeof(int)个字节

//这时arg_ptr指向下一个参数的地址

j=*((int *)arg_ptr);

printf("%d %d\n", i, j);

j=va_arg(arg_ptr, int);

printf("arg_ptr = %p\n", arg_ptr);

//打印va_arg后arg_ptr的地址

//应该比调用va_arg前高sizeof(int)个字节

//这时arg_ptr指向下一个参数的地址

va_end(arg_ptr);

printf("%d %d\n", i, j);

}

void arg_cnt(int cnt, ...)

{

int value=0;

int i=0;

int arg_cnt=cnt;

va_list arg_ptr;

va_start(arg_ptr, cnt);

for(i = 0; i < cnt; i++)

{

  value = va_arg(arg_ptr,int);

  printf("value%d=%d\n", i+1, value);

}

}

void arg_type(int cnt, ...)

{

int arg_type = 0;

int int_value=0;

int i=0;

int arg_cnt=cnt;

char *str_value = NULL;

va_list arg_ptr;

va_start(arg_ptr, cnt);

for(i = 0; i < cnt; i++)

{

  arg_type = va_arg(arg_ptr,int);

  switch(arg_type)

  {

  case INT_TYPE:

   int_value = va_arg(arg_ptr,int);

   printf("value%d=%d\n", i+1, int_value);

   break;

  case STR_TYPE:

   str_value = va_arg(arg_ptr,char*);

   printf("value%d=%d\n", i+1, str_value);

   break;

  default:

   break;

  }

}

}

评论

#
re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2008-01-21 15:30
浪迹天涯

va_start() va_end()函数应用

1:当无法列出传递函数的所有实参的类型和数目时,可用省略号指定参数表

void foo(...);

void foo(parm_list,...);

2:函数参数的传递原理

函数参数是以数据结构:栈的形式存取,从右至左入栈.eg:

#include <iostream>

void fun(int a, ...)

{

int *temp = &a;

temp++;

for (int i = 0; i < a; ++i)

{

cout << *temp << endl;

temp++;

}

}

int main()

{

int a = 1;

int b = 2;

int c = 3;

int d = 4;

fun(4, a, b, c, d);

system("pause");

return 0;

}

Output::

1

2

3

4

3:获取省略号指定的参数

在函数体中声明一个va_list，然后用va_start函数来获取参数列表中的参数，使用完毕后调用va_end()结束。像这段代码：

void TestFun(char* pszDest, int DestLen, const char* pszFormat, ...)

{

va_list args;

va_start(args, pszFormat);

_vsnprintf(pszDest, DestLen, pszFormat, args);

va_end(args);

}

4.va_start使argp指向第一个可选参数。va_arg返回参数列表中的当前参数并使argp指向参数列表中的下一个参数。va_end把argp指针清为NULL。函数体内可以多次遍历这些参数，但是都必须以va_start开始，并以va_end结尾。

　　1).演示如何使用参数个数可变的函数，采用ANSI标准形式

　　#include 〈stdio.h〉

　　#include 〈string.h〉

　　#include 〈stdarg.h〉

　　/*函数原型声明，至少需要一个确定的参数，注意括号内的省略号*/

　　int demo( char, ... );

　　void main( void )

　　{

　　 demo("DEMO", "This", "is", "a", "demo!", "");

　　}

　　/*ANSI标准形式的声明方式，括号内的省略号表示可选参数*/

　　int demo( char msg, ... )

　　{

/*定义保存函数参数的结构*/

　　 va_list argp;

　　 int argno = 0;

　　 char para;

　　 /*argp指向传入的第一个可选参数，msg是最后一个确定的参数*/

　　 va_start( argp, msg );

　　 while (1)

{

　　 para = va_arg( argp, char);

　　 if ( strcmp( para, "") == 0 )

break;

　　 printf("Parameter #%d is: %s\n", argno, para);

　　 argno++;

　　 }

　　 va_end( argp );

　　 /*将argp置为NULL*/

　　　return 0;

　　}

2)//示例代码1：可变参数函数的使用

#include "stdio.h"

#include "stdarg.h"

void simple_va_fun(int start, ...)

{

va_list arg_ptr;

int nArgValue =start;

int nArgCout=0; //可变参数的数目

va_start(arg_ptr,start); //以固定参数的地址为起点确定变参的内存起始地址。

do

{

++nArgCout;

printf("the %d th arg: %d\n",nArgCout,nArgValue); //输出各参数的值

nArgValue = va_arg(arg_ptr,int); //得到下一个可变参数的值

} while(nArgValue != -1);

return;

}

int main(int argc, char* argv[])

{

simple_va_fun(100,-1);

simple_va_fun(100,200,-1);

return 0;

}

3)//示例代码2:扩展——自己实现简单的可变参数的函数。

下面是一个简单的printf函数的实现，参考了<The C Programming Language>中的例子

#include "stdio.h"

#include "stdlib.h"

void myprintf(char* fmt, ...) //一个简单的类似于printf的实现，//参数必须都是int 类型

{

char* pArg=NULL; //等价于原来的va_list

char c;

pArg = (char*) &fmt; //注意不要写成p = fmt !!因为这里要对//参数取址，而不是取值

pArg += sizeof(fmt); //等价于原来的va_start

do

{

c =*fmt;

if (c != '%')

{

putchar(c); //照原样输出字符

}

else

{

//按格式字符输出数据

switch(*++fmt)

{

case'd':

printf("%d",*((int*)pArg));

break;

case'x':

printf("%#x",*((int*)pArg));

break;

default:

break;

}

pArg += sizeof(int); //等价于原来的va_arg

}

++fmt;

}while (*fmt != '\0');

pArg = NULL; //等价于va_end

return;

}

int main(int argc, char* argv[])

{

int i = 1234;

int j = 5678;

myprintf("the first test:i=%d\n",i,j);

myprintf("the secend test:i=%d; %x;j=%d;\n",i,0xabcd,j);

system("pause");

return 0;

}

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#
re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2009-05-14 08:05
ForE

多谢!

描述上有点问题

-----------------------

堆栈中,各个函数的分布情况是倒序的.即最后一个参数在列表中地址最高部分,第一个参数在列表地址的最低部分.参数在堆栈中的分布情况如下:

最后一个参数

倒数第二个参数

...

第一个参数

函数返回地址

函数代码段

---------------------

stdcall才是这种情况...

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#
re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2009-06-09 13:53
code c

经典！！！  回复 
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#
re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2009-06-09 14:07
code c

int demo( char msg, ... )

这个函数有个小问题（应该是char *，而不是char ），应改为：

/*ANSI标准形式的声明方式，括号内的省略号表示可选参数*/

int demo(char* msg, ...)

{

/*定义保存函数参数的结构*/

va_list argp;

int argno = 0;

char* para;

/*argp指向传入的第一个可选参数，msg是最后一个确定的参数*/

va_start(argp, msg);

while (1)

{

para = va_arg(argp, char*);

if (strcmp(para, "") == 0)

break;

printf("Parameter #%d is: %s\n", argno, para);

argno++;

}

va_end(argp);

/*将argp置为NULL*/

return 0;

}

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#
re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2010-02-08 21:05
chhaya

好！  回复 
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#
re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2010-04-15 11:29
某某

谢谢分享，很详细

也是，参数压栈顺序好像有两种啊  回复 

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#
re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2010-05-14 17:43
Delacroix

函数的代码段是不放在堆栈里的。所有的执行代码都是放在统一的代码段里的。 
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re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2010-07-01 16:09
suohd

@Delacroix

这点我同意。  回复 
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re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2010-07-08 13:39
leobupt

@code c

demo()函数有几处错误，修改如下：

int demo( char *msg, ... )

{

/*定义保存函数参数的结构*/

va_list argp;

int argno = 0;

char *para; //char para;

/*argp指向传入的第一个可选参数，msg是最后一个确定的参数*/

va_start( argp, msg );

while (1)

{

para = va_arg( argp, char*);//para = va_arg( argp, char);

if (strcmp(para, "") == 0 )

break;

printf("Parameter #%d is: %s\n", argno, para);

argno++;

}

va_end(argp);

//va_end( argp ); 　　

/*将argp置为NULL*/

return 0;

}   回复 
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#
re: va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用 2011-03-08 16:35
cxm240

最后一个参数

倒数第二个参数

...

第一个参数

函数返回地址

函数代码段

http://www.cppblog.com/qiujian5628/archive/2008/01/21/41562.html