C++中的可变长参数函数

Table of Contents

1. C语言形式可变长参数varargs
   1. 用法
   2. Default Argument Promotion（默认参数提升）
2. C++推荐使用的initializer_list
3. 参考文档

C语言形式可变长参数varargs

用法

比较常见的有printf系列的函数，其函数声明一般如下：

int add(int count, ...);

在上面的声明中使用…代表函数的未知可变参数，其使用方式如下：

int add(int count, ...)
{
    int result = 0;
    std::va_list args;
    va_start(args, count);
    for(int i = 0; i < count; i++)
    {
        result += va_arg(args, int);
    }
    va_end(args);
    return result;
}

由上面的例子可知，其可变参数的展开是通过一组特殊的宏来实现，其原型如下：

// 
void va_start( std::va_list ap, parm_n );                // enables access to variadic function arguments 
T va_arg( std::va_list ap, T );                          // accesses the next variadic function argument 
void va_copy( std::va_list dest, std::va_list src );     // makes a copy of the variadic function arguments 
void va_end( std::va_list ap );                          // ends traversal of the variadic function arguments 

这里面唯一有点陌生的就是va_copy，其作用是复制一份va_list，有了va_copy，就能解决多次读参数的问题了，
因为va_arg每次都会使参数指针后移，从而无法重新读取前面的参数，而va_copy则是复制一份参数指针，从而使得能够重复读。

需要注意的是，函数原型里面的…符号前面一般都需要有一个先导参数，其作用是用于标识可变参数的起始位置， 并且其一般来说都是用来标识参数的个数时使用的 ，而且该先导参数的类型有一定的限制，根据标准库文档描述，其应当满足如下条件：

Defined in header 
void va_start( std::va_list ap, parm_n );
va_start should be invoked with an instance to a valid va_list object ap before any calls to va_arg.
If parm_n is declared with reference type or with a type not compatible with the type that results from default argument promotions, the behavior is undefined.

即其不能为引用类型，并且其类型必须和Default Argument Promotion之后的类型项匹配 ，这里又诞生了一个新概念–Default Argument Promotion，下面会讲到

另外，可变长参数函数在重载函数匹配时的优先级是最低的，因此，除了printf这类用法之外它通常作为SFINAE匹配过程中的默认匹配。

Default Argument Promotion（默认参数提升）

所谓的默认参数提升指的是每个通过…传递进来的可变参数会按照以下规则进行类型提升：

1. std::nullptr_t 转换成void*
2. float类型转换为double类型
3. bool，char，short以及unscoped enum 都会通过整型提升转化为int或更大的整形

一句话来说就是解析的时候不要使用char/short/float等类型传入va_arg来解析参数，
一个有意思的地方就是有些面试题会考察printf函数的实现，其实就是为了考察varargs的默认参数提升这个知识点。

C++推荐使用的initializer_list

和varargs的方式不同，initializer_list要求参数的类型完全一致 ，并且initializer_list只提供参数的常迭代器访问，其函数原型多如下：

void func(std::initializer_list l);

其使用方式如下：

void func(std::initializer_list l)
{
    int size = l.size();
    for(auto& num : l)
    {
      //...
    }

    for(auto beg = l.begin(); begin != l.end(); begin++)
    {
      //...
    }
}

参考文档

• Variadic arguments - cppreference