C语言可变参数

可变参数

可变参数看起来好像只是高级语言的特性，其实C语言也有，这种能力来自于指针和编译器的支持。

访问main()函数中的参数

main()函数可以接受控制台命令传入的任意参数，它将参数放入一个指针数组中，在学习指针之前我们不知道如何访问这些参数，现在再来看就会觉得很简单。main()函数的格式为：

int main(int argc, char *argv[])
{
	return 0;
}

其中argc是参数个数，*argv[]是指针数组，存放参数的字符串，现在获取命令行参数很简单了，例如：

#include<stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
	int i;
	if(argc>0) for(i=0;i<argc;i++) puts(argv[i]);
    return 0;
}

由于argc和argv本身就可以当作变量使用，遍历的代码可以更简单：

#include<stdio.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
	while(argc--) puts(*argv++);
    return 0;
}

打开命令控制台，输入demo.exe a b c，结果为:
demo.exe
a
b
c
可以看到程序名作为第一个参数传入，如果demo.exe不在当前目录下，还会传入完整的路径名，例如：e:\demo\debug\demo.exe，这对于解析路径很有用。为了方便调试很多IDE都支持传入参数，例如在VS的项目属性面板中设置命令参数：

函数接受可变参数

我们已经看到C语言中不少标准库提供的方法可以接受任意参数，像printf()和scanf()是用的最多的，那么如何自定义函数让它接受任意参数呢？我们首先想到main()函数，它将所有接受的参数放到一个数组argv[]中，但那不是C语言定义的标准而是编译器在背后帮我们做的事情，程序启动后自动将控制台输入的字符串解析后放入到数组argv[]中的，实际传给main()函数的参数只有2个。现在我们要求接受的参数是任意个，C语言的确有接受可变参数的函数写法，例如：
void fun(int first, …)
像printf(),scanf()都是使用这个标准，那么它的原理和使用方法是怎么样的呢？stdarg.h库提供了对可变参数的支持，它支持带省略号的函数原型。函数原型必须至少包含一个参数，可变参数必须放在最后，省略号前面一个参数起着特殊作用，它帮助stdarg库进行初始化变参列表，通常表示变参个数。变参被放入一个列表中，通过调用stdarg提供的函数进行访问，一个典型的过程如下：

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

void fun(int len, ...) //len是变参个数
{
	va_list pr; //声明一个参数列表指针
	va_start(pr, len);  //初始化参数列表，需要省略号前面的参数，初始化后变参会被放入这个参数列表中

	//va_arg()是一个宏，它传入列表指针和需要访问的参数类型
	int arg1 = va_arg(pr,int); //第一次调用返回变参第一个参数，返回类型与传入类型相同
	float arg2 = va_arg(pr,float);//第二次调用返回变参第二个参数，返回类型与传入类型相同
	double arg3 = va_arg(pr,double); //第三次调用返回变参第三个参数，返回类型与传入类型相同
	va_end(pr);				//关闭pr指针，完成宏清理工作

	printf("%d,%f,%f",arg1,arg2,arg3);
}

int main(void)
{
	fun(5, 2.0,3.0);
	return 0;
}

注意va_start()和va_arg()均是宏，va_start()通过第一个参数len设置pr的位置，让pr指向变参列表首地址，va_arg()根据int或float类型移动读取指针，当调用va_end()后pr会被设置为NULL，只有重新用va_start()初始化pr后才能再次使用，为了方便编程，stdarg库提供一个克隆宏va_copy()用来备份pr指针，例如：
va_copy(prcopy,pr);

如果函数接受的参数类型相同就可以使用循环来遍历参数，如下：

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

void fun(int len, ...) //len是变参个数
{
	va_list pr; //参数指针
	va_start(pr, len);  //初始化变参列表 
	
	int arg; //可变参数
	for(int i = 0; i < len; i++)
	{
		arg = va_arg(pr, int); //获取变参
		printf("%d\n", arg);
	}
	va_end(pr);	//关闭pr指针，使其指向null
}


int main(void)
{
	fun(5,100,101,102,103,104);
	return 0;
}

我们也可以将省略号前面的参数看作第一个参数，但需要设置结束标志，例如：

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

void fun(int first, ...)
{
	va_list pr;
    int value =first; //需要输出的可变参数
    int count=0;  //统计可变参数的数目

    va_start(pr,first); 
    do
    {
        count++;
        printf("第%d个参数: %d\n",count,value); //输出各参数的值
        value = va_arg(pr, int);
    } while(value != -1); //因为变参个数未知，必须手动设置结束条件，这里条件为参数值为-1

	va_end(pr); 
}


int main(void)
{
	fun(1,2,3,-1);
	fun(100,101,102,103,104,-1);
	return 0;
}

pr实际上是读写指针，类似顺序读写，每次调用va_arg()后指针移到下一个参数，因此也可以直接通过*pr获取。上面代码通过设置结束条件为-1来结束循环，适合输入正整数或字符。为什么printf()中不必设置参数个数或结束条件呢？因为格式化字符串中已经给出了参数类型和参数个数，只需从格式化字符串中读取就行了。如果我们也想按照这种思路编写，就需要自己编写解析格式符的代码，但解析格式符很复杂，因为C包含众多的格式符，为了方便调试C提供了一些能接受格式符和变参的函数:

vprintf ()		将变参按照格式符输出到标准输出 
vfprintf()     将变参按照格式符输出到文件
vsprintf()     将变参按照格式符写入到字符串
三个函数使用方法大体相同，下面用vsprintf()举一个例子：
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include<string.h>

char buffer[80];
int vspfunc(char* format, ...)
{
	va_list aptr;
	int ret;

	va_start(aptr, format);
	int count = 0;
	int len = strlen(format);
	char* p=format;
	while (p = strchr(p, '%'))
	{
		count++;
		p++;
	}
	printf("count=%d\n",count);
	ret = vsprintf(buffer, format, aptr);
	va_end(aptr);

	return(ret);
}

int main()
{
	int i = 5;
	float f = 27.0;
	char str[50] = "runoob.com";

	vspfunc("%d %f %s", i, f, str);
	printf("%s\n", buffer);

	return(0);
}

如果需要将函数变参输出到控制台或写入文本，可以直接调用vprintf()和vfprintf()。

结合变参宏

C还为函数变参提供了处理变参的宏，在宏中将…解释为__VA_ARGS__，现在为上例中的函数vspfunc()定义宏VSP：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include<string.h>

#define VSP(format, ...) vspfunc(format, __VA_ARGS__)

char buffer[80]="";

int vspfunc(char* format, ...)
{
	va_list aptr;
	int ret;

	va_start(aptr, format);
	int count = 0;
	int len = strlen(format);
	char* p = format;
	while (p = strchr(p, '%'))
	{
		count++;
		p++;
	}
	printf("count=%d\n", count);
	ret = vsprintf(buffer, format, aptr);
	va_end(aptr);

	return(ret);
}

int main()
{
	int i = 5;
	float f = 27.0;
	char str[50] = "runoob.com";

	VSP("%d %f %s", i, f, str);
	printf("%s\n", buffer);

	return(0);
}

在宏VSP中，第一个参数format是定参，第二个…是变参，不管在函数中还是在宏中…都必须放在最后。