可变参数列表

"多少人都，生来纯洁完美，心底从不染漆黑。"

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        我们想要实现一个函数，这个函数的功能是返回一个整形的最大值。

        emm，似乎有那点味道。但这应用场景似乎很受限制，因为这个函数比较的有效区间，只能装下两个数…… 也许你会说，那我就增添几个参数不就得了？

         似乎问题，没有得到本质的解决。因为当你参数变多时，函数内的代码逻辑也得跟着更改。况且，如果遇到一个，你不知道会有多少个参数传入的场景，你又该如何选择参数个数的多少呢？

        也许你会说可以将数据存储在一个数组中，将数组作为参数进行传递。但，你同样不知道应该创建多大的数组来适应这种情况。

        难道我们对此就束手无策了吗？当然不是，C语言中提供了对这种不确定参数传入的解决方法

        “可变参数列表”。

——前言

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一、 可变参数列表 

(1) 什么是可变参数

        在计算机程序设计，一个可变参数函数是指一个函数 "拥有不定引数" ，即是它接受一个可变数目的参数。简单来说，就是函数的参数个数可变，参数类型不定的函数。

        不同的编程语言对可变参数函数的支持有很大差异。

                                                                                                                            取自这里

        而可变参数的应用场景，前言的例子，也已经很恰当的演示了。

(2) 可变参数的使用

参数列表宏定义" 四板斧"

va_list arg: 其实就是定义一个char*类型，方便后续按照字节进行指针移动

va_start(arg,n(第一个参数)): 让指针指向(...)里的参数部分

va_arg(arg,类型): 从(...)取数据，并根据类型 朝后指向下一个参数 

va_end(arg): arg使用完毕，收尾工作。本质就是讲arg指向NULL

注意事项:

① 参数列表中至少有一个命名参数。
② 可变参数必须从头到尾逐个访问。如果你在访问了几个可变参数之后想半途终止，这是可以的，但是，如果你想一开始就访问参数列表中间的参数，那是不行的。

③ 参数列表中至少有一个命名参数。如果连一个命名参数都没有，就无法使用 va_start 。

④ 这些宏是无法直接判断实际存在参数的数量。
⑤ 如果在 va_arg 中指定了错误的类型，那么其后果是不可预测的。

        

        介绍了基本的可变参数的使用，我们来试试编写看。

         这样，我们就能够很轻松地使用这个可变参数列表了，完成了我们对“不定参数”下，求最大值的需求。

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        仅仅三言两语讲解它的使用就截止了嘛？当然不是，因为从使用上来说，它确实很简单。可是要问你它底层是怎么实现的，指针是怎么移动的，如果传入的类型不是int呢？是字符型呢？是短整型呢？可变参数内部又是作何处理的？

二、可变参数原理

(1) 基本原理

        要弄清楚可变参数如何传参，如何让指针指向不同的值，来完成对参数的读取，我们一定得看看这 宏定义 " 四板斧"的底层是什么。

① va_list:

        

        va_list没有什么可以值得说的，因为它底层就是一个类型重定义的 char*指针。至于为什么是char*，因为在之后它好按照每字节进行偏移。

② va_start:

 

③ va_arg:

④ va_end:

         这个同va_list 一样没什么讲头，就是让创建的arg指针，指向空，防止野指针。

(2) 图示四板斧

        我知道，恐怕我就算将这四个宏定义函数讲得怎样绘声绘色，你也难以理解，更何况我讲得很烂。因此，以下根据图示看看这四个宏定义做了什么工作。

        可变参数是函数调用，而这里和函数栈帧的开辟以及参数的创建强相关，为此，在进行图示之前，你可以先看看下面的几个问题，看你是否真的掌握了函数栈帧的细节。

         根据上图，我们可以得出三个结论:

① 函数参数在函数调用前，就会在被压栈。

② 函数参数压栈的顺序是从右到左。

③ 每个参数的位置都是相对的，只要找到了第一个参数的位置，根据偏移量，就可以通过地址偏移的方式，获得其他参数值。

 

调用va_list 与 va_start;         

 

迭代va_arg:

置空va_end:
  

(3) 整形提升

        我们上面的实验是针对传入的是整型而言，现在我们来看看如果将传入的参数是" char"类型时，该函数还能否实现我们预期的功能？

         很显然，这些字符里最大的就是 'e',所对应的ASCII码为101，完成了我们预期的功能。可是，我们明明传入的是char类型诶，为什么按照 "int"类型的大小偏移指针，没有出错呢？

         唯一能给我们解释的，就是mov 与 movsx 。

        汇编语言数据传送指令MOV的变体。带符号扩展，并传送。简单来说，使用movsx汇编命令，让原本是char类型的变量，整型提升成了int！不管是char还是短整型都会被整型提升！ 

        因此，如果我们看到以下代码，其实是不正确的。

 __crt_va_arg(arg, char);
 __crt_va_arg(arg, short);

        因此，为什么要按照4字节向上取整对齐？ 本质上是为了 便于指针+偏移量的方式，按照字节读取每个地址处的参数值。

        

(4) 如何理解4字节对齐？

        这里的前提是，32位平台下，sizeof(int)大小是4，其他情况我们不考虑。

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

        单独这么看，似乎很难理解，为什么这个宏函数的功能能够实现4字节向上取整的功能。

第一步:        

第二步:

第三步:

         这就是大佬们的智慧，真的遥望而不可及。

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总结:

        当然，对于可变参数列表的使用肯定是比原理更加得现实的，比较对于最后讲的4字节向上对齐怎么来的，是需要一定的数学基础和推理的，难度在这里摆着。

本篇到此结束，感谢你的阅读

祝你好运，向阳而生~