C语言可变参数处理

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*,有一些平台或操作系统定义为void*.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)) );

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.  

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.

关于va_start, va_arg, va_end的描述就是这些了,我们要注意的

是不同的操作系统和硬件平台的定义有些不同,但原理却是相似的.  

(三)可变参数在编程中要注意的问题  

因为va_start, va_arg, va_end等定义成宏,所以它显得很愚蠢,

可变参数的类型和个数完全在该函数中由程序代码控制,它并不能智能

地识别不同参数的个数和类型.

有人会问:那么printf中不是实现了智能识别参数吗?那是因为函数

printf是从固定参数format字符串来分析出参数的类型,再调用va_arg

的来获取可变参数的.也就是说,你想实现智能识别可变参数的话是要通

过在自己的程序里作判断来实现的.

另外有一个问题,因为编译器对可变参数的函数的原型检查不够严

格,对编程查错不利.如果simple_va_fun()改为:

void simple_va_fun(int i, ...)

{

va_list arg_ptr;

char *s=NULL;  

va_start(arg_ptr, i);

s=va_arg(arg_ptr, char*);

va_end(arg_ptr);

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

return;

}

可变参数为char*型,当我们忘记用两个参数来调用该函数时,就会出现

core dump(Unix) 或者页面非法的错误(window平台).但也有可能不出

错,但错误却是难以发现,不利于我们写出高质量的程序.

以下提一下va系列宏的兼容性.

System V Unix把va_start定义为只有一个参数的宏:

va_start(va_list arg_ptr);

而ANSI C则定义为:

va_start(va_list arg_ptr, prev_param);

如果我们要用system V的定义,应该用vararg.h头文件中所定义的

宏,ANSI C的宏跟system V的宏是不兼容的,我们一般都用ANSI C,所以

用ANSI C的定义就够了,也便于程序的移植.  

va_list-----申请这么一个资源

va_start---将资源初始化

va_arg----得到资源里的变量值

va_end----释放资源