可变参数函数设计

可变参数函数设计

#include  " stdafx.h "
#include  < stdio.h >
#include  < stdarg.h >

int  mul( int  num, int  data1,)
{
     int  total  =  data1;
     int  arg,i;
    va_list ap;
    va_start(ap,data1);
     for (i = 1 ;i < num;i ++ )
    {
        arg  =  va_arg(ap, int );
        total *= arg;
    }
    va_end(ap);
     return  total;
}

long  mul2( int  i,)
{
     int  * p,j;
    p  =  & i + 1 ; // p指向参数列表下一个位置
     long  s  =  * p;
     for  (j = 1 ;j < i;j ++ )
        s  *=  p[j];
     return  s;
}

int  main()
{
    printf( " %d\n " ,mul( 3 , 2 , 3 , 5 ));
    printf( " %d\n " ,mul2( 3 , 2 , 3 , 5 ));
     return  0 ;
}

printf的设计

#include  " stdio.h "
#include  " stdlib.h "
#include  < stdarg.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
    va_list pArg;
     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         
    va_start(pArg,fmt);

     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 ;
             case  ' f ' :
                printf( " %f " , * (( float * )pArg));
             default :
                 break ;
            }
             // pArg += sizeof(int);                // 等价于原来的va_arg
            va_arg(pArg, int );
        }
         ++ fmt;
    } while  ( * fmt  !=  ' \0 ' );
     // pArg = NULL;                                // 等价于va_end
    va_end(pArg);
     return ;
}
int  main( int  argc,  char *  argv[])
{
     int  i  =  1234 ;
     int  j  =  5678 ;
   
    myprintf( " the first test:i=%d " ,i,j);
    myprintf( " the secend test:i=%f; %x;j=%d; " ,i, 0xabcd ,j);
    system( " pause " );
     return  0 ;
}

可变参数在编译器中的处理  

    我们知道 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