C语言变参函数

最新推荐文章于 2025-06-16 11:01:28 发布

麒麟木木

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分类专栏：编译原理文章标签： c语言变参函数函数调用

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lzx_longyou/article/details/45442873

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这篇博客探讨了C语言中的变参函数，如printf，以及函数调用时内存的分配情况。虽然在C++中函数重载减少了变参函数的使用，但理解C语言的变参函数机制对于掌握函数调用的底层工作原理至关重要。博主通过分析和示例，解释了如何使用宏va_list、va_start、va_arg和va_end来实现变参函数。

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当一个程序运行的时候，内存分为代码区和数据区。数据区进一步可划分为静态数据区、堆区、栈区。其中静态区存放的是全局变量、用static声明的静态变量、还有常量。堆区存放的是用new或malloc声明的对象或者开辟的空间。函数调用时需要入栈，栈区存放函数的形参，局部变量等。

C语言的printf是一个典型的参数可变的函数，虽然在面向对象语言C++中引入了函数重载等概念，使得变参函数在C++中较少且不鼓励使用。但通过对C语言变参函数实现机制的分析，可很好的掌握函数调用的实现机制。可参考以下一篇文章：http://blog.youkuaiyun.com/sheisc/article/details/44042831

通常C编译器在处理函数调用时，参数按照从右到左的顺序由高地址向低地址一次入栈，且由主调函数负责清栈。下面根据以下接口编写C语言变参函数myprintf。

/*******************************************
int myprintf(char * fmt, ...);
char * fmt 格式化字符串

使用范例：
myprintf("%1 + %2 = %3, %1 - %2 = %4\n", a,b,a+b,a-b);
其中的%1代表第一个整数实参，此处即为a
其中的%2代表第二个整数实参，此处即为b
以此类推...
最多支持到%9，即第九个整数实参

返回值为整型，代表总共输出了几次整数
*******************************************/

函数调用时的栈空间示意图如下：

使用宏va_list，va_start，va_arg，va_end来完成：

typedef char *__va_list;
typedef __va_list va_list;
#define ALIGN_INT(n)	((sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1))
#define va_start(list, start) (list = (va_list)&start + ALIGN_INT(start))
#define va_arg(list, t) (*(t *)((list += ALIGN_INT(t)) - ALIGN_INT(t))) 
#define va_end(list) (list = (va_list)0)

int myprintf(char * fmt, ...)
{
	int count = 0;
	while(*fmt != 0)
	{
		va_list ap;
		va_start(ap, fmt);
		if (*fmt == '%')
		{
			fmt++;
			if (*fmt > '0' && *fmt < '9')
			{
				count++;
				int n = *fmt - '0';
				int number;
				for (int i = 0; i < n; i++)
				{
					number = va_arg(ap, int);
				}
				printf("%d", number);
				va_end(ap);
				fmt++;
			}
			else 
			{
				fmt++;
			}
		}
		else
		{
			printf("%c", *fmt);
			fmt++;
		}
	}
	return count;
}

不使用宏：

int myprintf(char * fmt, ...){
	int count = 0;
	int * ptr = (int *) (&fmt);
	while(*fmt != 0){
		if (*fmt == '%')
		{
			fmt++;
			if (*fmt > '0' && *fmt < '9')
			{
				count++;
				int n = *fmt - '0'- 1;       //计算出循环的次数
				char * str = (char *)ptr + sizeof(char *)+ sizeof(int)*n;   //计算参数存放的地址
				printf("%d", *(int*)str);
				fmt++;
			}
			else
			{
				fmt++;
			}
		}
		else
		{
			printf("%c", *fmt);
			fmt++;
		}
	}
	return count;
}

主函数测试代码：

int main()
{
	int a = 1000;
	int b = 800;
	int number = myprintf("%1 + %2 = %3, %1 - %2 = %4\n", a,b,a+b,a-b);
	printf("count = %d\n", number);
	return 0;
}