模拟实现printf函数

可变参数

所谓可变参数，就是可以用函数传一个、两个或者多个不同数量（不固定）参数的函数。
比如

printf("hello");//一个参数
printf("%d",10);//两个参数
printf("%d,%d,%s",10,20,"hello");//四个参数

printf函数就是典型的可变参数的函数。

用一段代码简单了解一下可变参数列表。

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
int average(int n, ...)
{
    va_list arg;
    int i = 0;
    int sum = 0;
    va_start(arg, n);
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        sum += va_arg(arg, int);
    }
    return sum/n;
    va_end(arg);
}
int main()
{
    int a = average(2, 1, 3);
    int b = average(3, 1, 2, 3);
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n", b);
    return 0;
}

这段代码用来求不同参数个数的数的平均值。
可变参数列表中主要用的主函数有

va_list arg;
va_start(arg,n);
va_arg(arg,int);
va_end(arg);

其实这几个代码都是宏，宏可以传类型，函数不可以。
将他们转到定义可以看到对应的代码。

可以看到va_list是类型重命名。将arg定义为char *类型的指针。

将va_start转到定义，发现这又是一个宏，再将其转到定义。

可变参数列表主要使用到的函数：

• _crt_va_start(ap,v)
  这是用来初始化的，将arg变量直接在内存中指向可变参数部分的第一个参数（函数堆栈）。函数堆栈中地址都是由低到高排列，然后传参都是从右往左传。所以v的地址下面压的就是第一个未知参数的地址。
• _crt_va_arg(ap,t)
  接收可变参数列表下一个参数的类型，将其强制转换成对应的类型再解引用访问到未知参数。将ap自增指向下一个可变参数，然后再将表达式值减回来指向本次可变参数。
• _crt_va_end(ap)
  将0强制转换成指针也就是空指针赋给ap。初始化指针ap。
• _INTSIZEOF(n)
  如果n是1-4的数，返回4，如果是5-8将返回8.这是一个将n向上取整的代码（向上取4整）。
  因为宏在编译期间会被替换到函数内部，所以我们可以将宏直接替换到函数内部。
  将宏替换到函数内部：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
int average(int n, ...)
{
    //va_list arg;
    char * arg;
    int i = 0;
    int sum = 0;
    //va_start(arg, n);
    arg = (char*)&n + 4;
    for(i=0; i<n; i++)
    {
        //sum += va_arg(arg, int);
        sum = sum + (*(int *)((arg+=4)-4));
    }
    return sum/n;
    //va_end(arg);
    arg = (char *)0;
}
int main()
{
    int a = average(2, 1, 3);
    int b = average(3, 1, 2, 3);
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n", b);
    return 0;
}

可变参数要注意以下几个地方：

• 可变参数必须从头到尾逐个访问，如果在访问了几个可变参数之后想半途终止是可以的，但是如果一开始就想访问中间或者后面的参数，是不可行的。
• 可变参数列表中至少有一个命名参数，否则将无法使用va_start
• 可变参数列表中用到的宏不能判断所传参数的数量
• 可变参数列表中用到的宏不能判断参数类型，需要使用者自己输入，如果制定了错误的参数类型，那么将一步错步步错。所以一定要谨慎。

下面再简单的模仿一下printf函数：

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

void my_printf(const char *ret)
{
    assert(ret);
    while(*ret)//逐步输出每一个字符
    {
        putchar(*ret);
        ret++;
    }
}

int my_print(int i)
{
    int j = 0;
    int n = 0;
    int count = 0;
    n=i;
    while(n)//计算数字位数
    {
        n=n/10;
        j++;
        count++;
    }
    while(j>=1)//逐步输出每一位
    {
        int k = (int)(i/(pow(10,(j-1))));
        putchar(k+'0');
        j--;
        i = i%10;
    }
    return count;
}

int print(const char *format,...)
{
    int count = 0;//因为printf的返回值是输出的字符个数
                  //所以我们定义一个计数器
    const char *start = format;//定义一个指针来接收这个字符串
    va_list arg_list;
    va_start(arg_list,format);
    assert(format);
    while(*start)
    {
        if(*start == '%')//如果碰到%号则下一个将进行输出
        {
            start++;//加加一次跳到下个字符准备执行下一条输出
            switch(*start)//根绝字符选择对应输出
            {
            case 's'://输出字符串
                {
                    char *ret = 
                    va_arg(arg_list,char *);
                    my_printf(ret);//打印字符串
                    count = count + strlen(ret);//计数器增加字符串长度大小
                }
                break;
            case 'c'://输出字符
                {
                    char tmp = va_arg(arg_list,char);
                    putchar(tmp);//直接打印字符
                    count++;//计数器加1
                }
                break;
            case 'd'://输出数字
                {
                    int i = va_arg(arg_list,int);
                    count = count + my_print(i);//输出数字，
                                //并且计数器增加数字位数
                }
                break;
            default:
                {
                    putchar(*start);
                    count++;
                }
                break;
            }
        }
        else
        {
            putchar(*start);
            count++;
        }
        start++;
    }
    va_end(arg_list);
    return count;
}

int main()
{
    print("hello=%s,%c,%c,%c,%d","hello"
            ,'w','o','r','d'
            ,100);
    return 0;
}