变长参数函数的概念
分享一个2015年华为笔试知识点：变长参数函数
变长参数的函数即参数个数可变、参数类型不定 的函数。
设计一个参数个数可变、参数类型不定的函数是可能的，最常见的例子是printf函数、scanf函数和高级语言的Format函数。在C/C++中，为了通知编译器函数的参数个数和类型是可变的(即是不定的、未知的)，就必须以三个点结束该函数的声明。
int printf(const char * _Format, ...); int scanf(const char * _Format, ...); int func(int a,int b,...);
上面func函数的声明指出该函数至少有两个整型参数和紧随其后的0个或多个类型未知的参数。在C/C++中，任何使用变长参数声明的函数都必须至少有一个指定的参数(又称强制参数)，即至少有一个参数的类型是已知的，而不能用三个点省略所有参数的指定，且已知的指定参数必须声明在函数最左端。
int func(...);//wrong int func(...,int a);//wrong
Variadic functions are functions (e.g. std::printf) which take a variable number of arguments.
To declare a variadic function, an ellipsis is used as the last parameter, e.g. int printf(const char* format, ...);. See Variadic arguments for additional detail on the syntax, automatic argument conversions and the alternatives.
To access the variadic arguments from the function body, the following library facilities are provided（Defined in header <cstdarg>）:
//访问可变参数流程 va_list args; //定义一个可变参数列表 va_start(args,arg);//初始化args指向强制参数arg的下一个参数; va_arg(args,type);//获取当前参数内容并将args指向下一个参数 ...//循环获取所有可变参数内容 va_end(args);//释放args
含有变长参数的函数是怎么实现的呢？变长参数函数的实现其实关键在于怎么使用参数，指定了的参数好说，直接使用指定的参数名称访问，但未指定的参数呢？我们知道函数调用过程中参数传递是通过栈来实现的，一般调用都是从右至左的顺序压参数入栈，因此参数与参数之间是相邻的，知道前一个参数的类型及地址，根据后一个参数的类型就可以获取后一个参数的内容。对于变长参数函数，结合一定的条件，我们可以根据最后一个指定参数获取之后的省略参数内容。如，对于函数func，我们知道了参数b的地址及类型，就可知道第一个可变参数的栈地址(如果有的话)，如果知道第一个可变参数的类型，就可知道第一个可变参数的内容和第二个可变参数的地址(如果有的话)。以此类推，可以实现对可变参数函数的所有参数的访问。
//sum为求和函数，其参数类型都为int,但参数个数不定
//第一个参数（强制参数）n指定后面有多少可变参数
int sum(unsigned int n,...)
{
int sum=0;
va_list args;
va_start(args,n);
while(n>0)
{
//通过va_arg(args,int)依次获取参数的值
sum+=va_arg(args,int);
n--;
}
va_end(args);
return sum;
}
那么，要怎么指定上诉的“一定的条件”呢？最简单的方法就像printf等函数一样，使用格式化占位符。分析格式化字符串参数，通过事先定义好的格式化占位符可知可变参数的类型及个数，从而获取各个参数内容。一般对于可变参数类型相同的函数也可直接在强制参数中指定可变参数的个数和类型，这样也能获取各个参数的内容。
无论哪种，都涉及对栈地址偏移的操作。结合栈存储模式和系统数据类型的字长，我们可根据可变参数的类型很容易得到栈地址的偏移量。这里简单介绍使用va_start、va_arg、va_end三个标准宏来实现栈地址的偏移及获取可变参数内容。这三个宏定义在stdarg.h头文件中，他们可根据预先定义的系统平台自动获取相应平台上各个数据类型的偏移量。
// ConsoleApplication13.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//
#include "stdafx.h"
#include <iostream>
#include <cstdarg>
void simple_printf(const char* fmt...)
{
va_list args;
va_start(args, fmt);
while (*fmt != '\0') {
if (*fmt == 'd') {
int i = va_arg(args, int);
std::cout << i << '\n';
}
else if(*fmt=='c')
{
int c = va_arg(args, int);
std::cout << static_cast<char>(c) <<'\n';
}
else if (*fmt == 'f') {
double d = va_arg(args, double);
std::cout << d << '\n';
}
++fmt;
}
va_end(args);
}
int main()
{
simple_printf("dcff",3,'a',1.999,42.5);
}
运行结果：
对于可变参数函数的调用有一点需要注意，实际的可变参数的个数必须比前面强制参数中指定的个数要多，或者不小于，也即后续参数多一点不要紧，但不能少，如果少了则会访问到函数参数以外的堆栈区域，这可能会把程序搞崩掉。前面强制参数中指定的类型和后面实际参数的类型不匹配也有可能造成程序崩溃。
拥有变长参数的函数在声明定义时其参数个数与类型是不定的，在运行调用时参数的状态则是一定的。而默认参数函数在声明定义时其参数类型与个数都是一定的，只是后面部分参数指定了默认值，可通过省略(不指定)部分参数调用这个默认参数函数。但是默认参数函数还是使用了声明中指定的全部参数，只不过编译器做了个顺水人情，自动给后部分参数赋了默认值；而变长参数函数则仅仅使用了运行调用时提供的参数。
在matlab中这一概念是如何体现的呢？
matlab中varargin简介
varargin可以看做“Variable length input argument list”的缩写。在matlab中, varargin提供了一种函数可变参数列表机制。 就是说， 使用了“可变参数列表机制”的函数允许调用者调用该函数时根据需要来改变输入参数的个数。
matlab中很多内建函数和工具箱函数都使用了这种机制。 比如图像处理工具箱中的imshow函数。 该函数允许我们根据图像数据特点来调用：
比如， 显示一张真彩色位图， 我们可以简单的使用：
imshow(RGB)， 其中RGB是通过imread函数读取图像获得的图像数据。这里我们只给了一个参数。
但是在显示索引图像时， 因为索引图像使用了调色板，因此为了正确显示图像， 除了图像数据外， 我们还要额外指定显示图像所使用的调色板（一般也由imread函数获得），这样就出现了以下的调用格式：
imshow(X, map)
那么， 这种机制是怎么实现的呢？ 借助于varargin。
相关：varargout、nargin
下面我们来看一个简单的例子，（本例子参考了matlab中varargin文档）
function retvar = vartest(varargin)
optargin = size(varargin, 2); % number of inputs.
ndims(varargin)
varargin
stdargin =nargin- optargin; % 'nargin' in matlab means number of input arguments.
fprintf('Number of inputs: %d\n',nargin);
fprintf('Inputs from individual arguments: %d\n', stdargin)
for k = 1:size(varargin, 2)
fprintf('%d: %d\n', k, varargin{k});
end
end
这里定义了一个函数， 利用了可变参数列表。然后我们这样调用这个函数：
>> vartest(1, 2, 3)
ans = 2
varargin =
[1] [2] [3]
Number of inputs: 3
Inputs from individual arguments: 0
1: 1
2: 2
3: 3
我们看到， 这里varargin是一个1*3的二维矩阵， 这个矩阵即我们调用这个函数时传入的参数列表。
通过size(varargin, 2)获得的varargin第二维的尺寸（即varargin的列数）就是我们传入的参数个数。
stdargin =nargin- optargin;这一句是获取可变参数列表从第几个参数开始的。 其中，nargin也是matlab中的， 不能拼错了， nargin的
值即传入的所有参数个数。
也许你会问， 咦？ 这不就是size(varargin, 2)吗？
对于本例，的确这样子。
但是有的函数，参数列表是这样的：
function vartest_2(arg1, argb, varargin)
optargin = size(varargin, 2); % number of inputs.
stdargin =nargin- optargin; % 'nargin' in matlab means number of input arguments.
fprintf('Number of inputs: %d\n',nargin);
fprintf('Inputs from individual arguments: %d\n', stdargin)
for k = 1:size(varargin, 2)
fprintf('%d: %d\n', k, varargin{k});
end
end
这次我们调用：
>> vartest_2(1, 2, 3)
Number of inputs: 3
Inputs from individual arguments: 2
1: 3
你会看到， 由于vartest_2的第一二个参数不是可变参数列表的一部分， 可变参数列表从第三个参数开始。因此
nargin等于3， 而size(varargin, 2) 等于1。