一． 何谓可变参数
int printf( const char* format, ...);
这是使用过C语言的人所再熟悉不过的printf函数原型，它的参数中就有固定参数format和可变参数（用”…”表示）. 而我们又可以用各种方式来调用printf,如:
printf( "%d ",value);
printf( "%s ",str);
printf( "the number is %d ,string is:%s ", value, str);
二.实现原理
C语言用宏来处理这些可变参数。这些宏看起来很复杂，其实原理挺简单，就是根据参数入栈的特点从最靠近第一个可变参数的固定参数开始，依次获取每个可变参数的地址。下面我们来分析这些宏。在VC中的stdarg.h头文件中，针对不同平台有不同的宏定义，我们选取X86平台下的宏定义：
typedef char *va_list;
/*把va_list被定义成char*，这是因为在我们目前所用的PC机上，字符指针类型可以用来存储内存单元地址。而在有的机器上va_list是被定义成void*的*/
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
/*_INTSIZEOF(n)宏是为了考虑那些内存地址需要对齐的系统，从宏的名字来应该是跟sizeof(int)对齐。一般的sizeof(int)=4，也就是参数在内存中的地址都为4的倍数。比如，如果sizeof(n)在1－4之间，那么_INTSIZEOF(n)＝4；如果sizeof(n)在5－8之间，那么_INTSIZEOF(n)=8。*/
#define va_start(ap,v)( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
/*va_start的定义为 &v+_INTSIZEOF(v) ,这里&v是最后一个固定参数的起始地址，再加上其实际占用大小后，就得到了第一个可变参数的起始内存地址。所以我们运行va_start(ap, v)以后,ap指向第一个可变参数在的内存地址*/
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
/*这个宏做了两个事情，
①用用户输入的类型名对参数地址进行强制类型转换，得到用户所需要的值
②计算出本参数的实际大小，将指针调到本参数的结尾，也就是下一个参数的首地址，以便后续处理。*/
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
/*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. */
以下再用图来表示:
在VC等绝大多数C编译器中，默认情况下，参数进栈的顺序是由右向左的，因此，参数进栈以后的内存模型如下图所示：最后一个固定参数的地址位于第一个可变参数之下，并且是连续存储的。
|——————————————————————————|
|最后一个可变参数 | -> 高内存地址处
|——————————————————————————|
...................
|——————————————————————————|
|第N个可变参数 | -> va_arg(arg_ptr,int)后arg_ptr所指的地方,
| | 即第N个可变参数的地址。
|——————————————— |
………………………….
|——————————————————————————|
|第一个可变参数 | -> va_start(arg_ptr,start)后arg_ptr所指的地方
| | 即第一个可变参数的地址
|——————————————— |
|———————————————————————— ——|
| |
|最后一个固定参数 | -> start的起始地址
|—————————————— —| .................
|—————————————————————————— |
| |
|——————————————— |-> 低内存地址处
一个简化了的printf代码， 只支持 %d %f %x 三种输出格式， 其他的输出格式可以自己根据需要添加。 代码可以运行
#include <stddef.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
void print_0nx(char ch2, long l)
{
unsigned char ch;
int i;
ch2 = ch2 - '0';
for (i = ch2 - 1; i >= 0; i--) {
ch = (l >> (i * 4)) & 0x0f;
if (ch < 10)
putch(ch + '0');
else
putch(ch - 10 + 'a');
}
}
/* 整数转化为十六进值字符串 */
void print_x(long l)
{
unsigned long t;
signed long i, k ;
signed char buf[8];
if (l == 0)
{
putch('0');
return;
}
memset(buf,'0',8);
t = l;
k = 7;
for (;;)
{
if (t > 15)
{
i = t % 16;
}else
i = t;
if (i < 10){
buf[k--] = i + '0';
}
else
if (i < 16)
{
buf[k--] = i -10 +'a';
}
if (t < 15)
break;
t >>= 4;
}
for (i =0 ;i < 8 ; i ++)
putch(buf[i]);
}
/* 浮点数转化为字符串 */
void print_f(double d)
{
char buf[100];
sprintf(buf, "%.3lf", d);
puts(buf);
}
/* 整数转化为字符串 */
void print_d(long l)
{
unsigned long t;
int i, j, k ;
char buf[20];
if (l == 0)
{
putch('0');
return;
}
memset(buf,'0',8);
t = l;
k = 7;
for (;;)
{
if (t > 9)
{
i = t % 10;
}else
i = t;
if (i < 10){
buf[k--] = i + '0';
}
if (t < 9)
break;
t /= 10;
}
j = 0;
for (i =0 ;i < 8 ; i ++)
{
if (buf[i] != '0')
j = 1;
if (j)
putch(buf[i]);
}
}
int print_u(char *s, ...)
{
va_list ap;
unsigned long arg;
char *str;
char ch1, ch2, ch3;
va_start(ap, s);
while (*s != 0) {
if (*s == '%') {
s++;
ch1 = *s++;
if (ch1 == 's') {
str = va_arg(ap, char *);
puts(str);
}else if (ch1 == 'd') {
arg = va_arg(ap, long);
print_d(arg);
}
else if (ch1 == 'x') {
arg = va_arg(ap, long);
print_x(arg);
}
else {
ch2 = *s++;
ch3 = *s++;
arg = va_arg(ap, long);
print_0nx(ch2, arg);
}
} else
putch(*s++);
}
va_end(ap);
return 0;
}
int uart_printf(char *s, ...)
{
va_list ap;
unsigned long arg;
double arg_f;
char *str;
char ch1, ch2, ch3;
va_start(ap, s);
while (*s != 0) {
if (*s == '%') {
s++;
ch1 = *s++;
if (ch1 == 's') {
str = va_arg(ap, char *);
print_u(str);
}else if (ch1 == 'd') {
arg = va_arg(ap, long);
print_d(arg);
}
else if (ch1 == 'x') {
arg = va_arg(ap, long);
print_x(arg);
}else if (ch1 == 'f'){
arg_f = va_arg(ap, double);
print_f(arg_f);
}
else {
ch2 = *s++;
ch3 = *s++;
arg = va_arg(ap, long);
print_0nx(ch2, arg);
}
} else
putch(*s++);
}
va_end(ap);
return 0;
}
int main()
{
int i = 9;
double f = 0.0236;
float ff = 223.364;
uart_printf("asdf\n");
uart_printf("i=%d\n", i);
uart_printf("f=%f\n", f);
uart_printf("ff=%f\n", ff);
return 0;
}下面是一个一个功能超级强的哈哈：
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
/*
* Conver int to string based on radix (usually 2, 8, 10, and 16)
*/
char *itoa(int num, char *str, int radix)
{
char string[] = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz";
char* ptr = str;
int i;
int j;
while (num)
{
*ptr++ = string[num % radix];
num /= radix;
if (num < radix)
{
*ptr++ = string[num];
*ptr = '\0';
break;
}
}
j = ptr - str - 1;
for (i = 0; i < (ptr - str) / 2; i++)
{
int temp = str[i];
str[i] = str[j];
str[j--] = temp;
}
return str;
}
/*
* A simple printf function. Only support the following format:
* Code Format
* %c character
* %d signed integers
* %i signed integers
* %s a string of characters
* %o octal
* %x unsigned hexadecimal
*/
int vprintf( const char* format, ...)
{
va_list arg;
int done = 0;
va_start (arg, format);
//done = vfprintf (stdout, format, arg);
while( *format != '\0')
{
if( *format == '%')
{
if( *(format+1) == 'c' )
{
char c = (char)va_arg(arg, int);
putc(c, stdout);
} else if( *(format+1) == 'd' || *(format+1) == 'i')
{
char store[20];
int i = va_arg(arg, int);
char* str = store;
itoa(i, store, 10);
while( *str != '\0') putc(*str++, stdout);
} else if( *(format+1) == 'o')
{
char store[20];
int i = va_arg(arg, int);
char* str = store;
itoa(i, store, 8);
while( *str != '\0') putc(*str++, stdout);
} else if( *(format+1) == 'x')
{
char store[20];
int i = va_arg(arg, int);
char* str = store;
itoa(i, store, 16);
while( *str != '\0') putc(*str++, stdout);
} else if( *(format+1) == 's' )
{
char* str = va_arg(arg, char*);
while( *str != '\0') putc(*str++, stdout);
}
// Skip this two characters.
format += 2;
} else {
putc(*format++, stdout);
}
}
va_end (arg);
return done;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int n = 255;
char str[] = "hello, world!";
printf("n = %d\n", n);
printf("n = %i\n", n);
printf("n = %o\n", n);
printf("n = %x\n", n);
printf("first char = %c\n", str[0]);
printf("str = %s\n", str);
printf("%s\tn = %d\n", str, n);
// Test vprintf function
printf("---------------vprintf--------------\n");
vprintf("n = %d\n", n);
vprintf("n = %i\n", n);
vprintf("n = %o\n", n);
vprintf("n = %x\n", n);
vprintf("first char = %c\n", str[0]);
vprintf("str = %s\n", str);
vprintf("%s\tn = %d\n", str, n);
return 0;
}
---------------------------result:
n = 255
n = 255
n = 377
n = ff
first char = h
str = hello,
hello, n = 255
---------------my_printf--------------
n = 255
n = 255
n = 377
n = ff
first char = h
str = hello,
hello, n = 255
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