va_list 详解

VA_LIST 是在C语言中解决变参问题的一组宏

他有这么几个成员:

1) va_list型变量:

#ifdef  _M_ALPHA
typedef struct {
    char *a0;     /* pointer to first homed integer argument */
    int offset;   /* byte offset of next parameter */
} va_list;
#else
typedef char *va_list;
#endif


2)_INTSIZEOF 宏,获取类型占用的空间长度,最小占用长度为int的整数倍:

    #define_INTSIZEOF(n) ((sizeof(n)+sizeof(int)-1)& ~(sizeof(int)-1))
3)VA_START宏,获取可变参数列表的第一个参数的地址(ap是类型为va_list的指针,v是可变参数最左边的参数):

    #define va_start(ap,v)  ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )

4)VA_ARG宏,获取可变参数的当前参数,返回指定类型并将指针指向下一参数(t参数描述了当前参数的类型):

    #define va_arg(ap,t)    ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )

5)VA_END宏,清空va_list可变参数列表:

    #define va_end(ap)      ( ap = (va_list)0 )

VA_LIST的用法:      
   (1)首先在函数里定义一具VA_LIST型的变量,这个变量是指向参数的指针;
   (2)然后用VA_START宏初始化变量刚定义的VA_LIST变量;
   (3)然后用VA_ARG返回可变的参数,VA_ARG的第二个参数是你要返回的参数的类型(如果函数有多个可变参数的,依次调用VA_ARG获取各个参数);
   (4)最后用VA_END宏结束可变参数的获取。
使用VA_LIST应该注意的问题:
   (1)可变参数的类型和个数完全由程序代码控制,它并不能智能地识别不同参数的个数和类型;
   (2)如果我们不需要一一详解每个参数,只需要将可变列表拷贝至某个缓冲,可用vsprintf函数;
   (3)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.不利于我们写出高质量的代码;

小结:可变参数的函数原理其实很简单,而VA系列是以宏定义来定义的,实现跟堆栈相关。我们写一个可变参数的C函数时,有利也有弊,所 以在不必要的场合,我们无需用到可变参数,如果在C++里,我们应该利用C++多态性来实现可变参数的功能,尽量避免用C语言的方式来实现。

 

func( Type para1, Type para2, Type para3, ... )
{
      /****** Step 1 ******/
      va_list ap;
      va_start( ap, para3 ); //一定要“...”之前的那个参数**ap指向para后的第一个可变参数。
    
      /****** Step 2 ******/
      //此时ap指向第一个可变参数
      //调用va_arg取得里面的值
    
      Type xx = va_arg( ap, Type ); 
    
      //Type一定要相同,如:
      //char *p = va_arg( ap, char *);
      //int i = va_arg( ap, int );
      //如果有多个参数继续调用va_arg
      /****** Step 3 ******/
      va_end(ap); //For robust!
}


◎研究:
typedef char *    va_list;//va_list 等价于char*即字符指针。
#define va_start _crt_va_start//注意下面的替代。
#define va_arg _crt_va_arg
#define va_end _crt_va_end
#define  _crt_va_start(ap,v)    ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )
#define _crt_va_arg(ap,t)      ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
#define _crt_va_end(ap)        ( ap = (va_list)0 ) 
va_list argptr;
C语言的函数是从右向左压入堆栈的,调用va_start后,
按定义的宏运算,_ADDRESSOF得到v所在的地址,然后这个
地址加上v的大小,则使ap指向第一个可变参数如图:     
    
    栈底 高地址
    | .......     
    | 函数返回地址
    | .......      
    | 函数最后一个参数
    | ....                       
    | 函数第一个可变参数       <--va_start后ap指向 
    | 函数最后一个固定参数
    | 函数第一个固定参数 
    栈顶 低地址
     
    
然后,用va_arg()取得类型t的可变参数值, 先是让ap指向下一个参数:
ap += _INTSIZEOF(t),然后在减去_INTSIZEOF(t),使得表达式结果为
ap之前的值,即当前需要得到的参数的地址,强制转换成指向此参数的
类型的指针,然后用*取值
最后,用va_end(ap),给ap初始化,保持健壮性。
example:(chenguiming)

#include <stdio.h>   
#include <ctype.h>   
#include <stdlib.h>   
#include  <stdarg.h>   


int average(int first, ...)      //变参数函数,C++里也有  **…表明后面有好多可变的参数。 
{   
    int count=0, i=first, sum=0;   
    va_list maker;           //va_list    类型数据可以保存函数的所有参数,做为一个列表一样保存。Va_list即是char*表明maker是一个字符型的指针。   
    va_start(maker,first);    //设置列表的起始位置   **frist只是和maker在一起做参数,这并不说明maker指向frist而是指向first之后的第一个可变的参数,而frist是作为一个固定参数,因为它在…之前。这时候frist指向3。
     while(i!=-1) {   
          sum+=i;   
          count++;   
          i=va_arg(maker,int);//返回maker列表的当前值,并指向列表的下一个位置   
     }   
     //第一次:I=2,sum=2;
     第二次:I=3,因为va_start(maker,first);则sum=2+3=5;同时i=va_arg(maker,int)又使I=4;
     第三次:I=4,sum=5+4=9,同理I=4;
     第四次I=4,sum=9+4=13同理I=-1
     return sum/count; 

}   
    
void main(void)   
{   
    printf("Average is:%d\n", average(2, 3, 4, 4,  -1));   
}   


注意它们的头文件stdarg..h
std很正常arg 是参数的意思;
辅助理解:
va_start(arg_ptr, argN):使参数列表指针arg_ptr指向函数参数列表中的第一个可选参数,说明:argN是位于第一个可选参数之前的固定参数,(或者说,最后一个固定参数;…之前的一个参数),函数参数列表中参数在内存中的顺序与函数声明时的顺序是一致的。如果有一va函数的声明是void va_test(char a, char b, char c, …),则它的固定参数依次是a,b,c,最后一个固定参数argN为c,因此就是va_start(arg_ptr, c)。
  
  va_arg(arg_ptr, type):返回参数列表中指针arg_ptr所指的参数,返回类型为type,并使指针arg_ptr指向参数列表中下一个参数。  
  va_copy(dest, src):dest,src的类型都是va_list,va_copy()用于复制参数列表指针,将dest初始化为src。  
  va_end(arg_ptr):清空参数列表,并置参数指针arg_ptr无效。说明:指针arg_ptr被置无效后,可以通过调用 va_start()、va_copy()恢复arg_ptr。每次调用va_start() / va_copy()后,必须得有相应的va_end()与之匹配。参数指针可以在参数列表中随意地来回移动,但必须在va_start() … va_end()之内。

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