C语言的变参函数
在C语言中，函数参数的传递方式有值传和址传.值传是把实参的一个专用的、临时的复制值给被调函数中相应的形参被调用函数使用、修改这个传来的复制值，不会影响实参的值.址传则是把变量(实参)的地址传给被调函数.被调函数通过这个地址找到该变量的存放位置，直接对该地址中存放的变量的内容进行存取操作.因此，在被调用函数中可以修改实参的值.这也是函数参数址传的优点.无论是值传还是址传，都要求实参的数目及类型与形参要完全一致.在一般的程序设计语言中，函数参数的数目及类型是不可变的.即函数被设计之后，只能接收已固定个数和固定类型的实参.这样在编译时，函数形参的存储空间便于确定.但是在C语言中，不但参数的类型可变，参数的个数也是可变的.也就是说，在形参表中可以不明确指定传递参数的个数和类型，一个常见的库函数Printf() 就是如此.这种函数称之为可变长参数函数(变参函数).可变长参数函数的参数数目和类型虽然是可变，但其设计原理与固定参数函数的设计原理是一致的，必须有办法告诉变参函数没有指定的参数的个数和类型。下面我们通过对可变长参数函数的理解和设计，在教学中更有助于加深掌握C语言函数设计的思想方法.利用其它语言所不具有的这一可变长参数功能，可以开发灵活、方便、简洁、功能强的程序模块.1，可变长参数函数的设计方法
在标准文件stdarg.h中包含带参数的宏定义
typedef
void *va_list
#define va_arg(ap,type) (*((type *)(ap))++)
#define va_start(ap,lastfix) (ap=…)
#define va_end(ap)
(1) 可变长参数函数用规定格式定义为“类型函数名(firstfix,…,lastfix,…)”.firstfix,…,lastfix表示函数参数列表中的第一个和最后一个固定参数，该参数列表中至少要有一个固定参数，其作用是为了给变参函数确定列表中参数的个数和参数的类型.
(2) 指针类型va_list用来说明一个变量ap(argument pointer——可变参数指针)，此变量将依次引用可变参数列表中用省略号“…”代替的每一个参数.即指向将要操作的变参.
(3) 宏va_start (ap,lastfix)是为了初始化变参指针ap,以指向可变参数列表中未命名的第一个参数，即指向lastfix后的第一个变参.它必须在指针使用之前调用一次该宏，参数列表中至少有一个未命名的可变参数.从宏定义可知其正确性.
(4) 宏va_arg (ap,type)调用，将ap指向下一个可变参数，而ap的类型由type确定，type数据类型不使用float类型.调用后将新的变参可指向一个工作变参，如iap=va_start (ap,int)调用.
(5) 宏va_end (ap)从stdarg.h中看出定义为空，即未定义.其功能完成清除变量ap的作用，表明程序以后不再使用，若该指针变量需再使用，必须重新调用宏va_start 以启动该变量.
利用上面讨论的一般可变长参数函数的设计方法，通过实例逐步分析其特点，以加深函数实参与形参一致性的理解.
2.1 变参类型相同的函数
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
int mul(
int num,
int data1,
)
{
int total = data1; int arg,i; va_list ap; va_start(ap,data1); for(i=1;i<num;i++)
{ arg = va_arg(ap,int); total*=arg;
} va_end(ap); return total;
}
long mul2(
int i,
)
{ int *p,j; p = &i+1;//p指向参数列表下一个位置 long s = *p; for (j=1;j<i;j++) s *= p[j]; return s;}
int main()
{ printf("%d\n",mul(3,2,3,5)); printf("%d\n",mul2(3,2,3,5)); return 0;}
在该例中，for{…}循环中的ap指向的下一个变参类型皆为整型，所以变参类型相同，但变参个数不定.
2.2可变参数在编译器中的处理
我们知道va_start,va_arg,va_end是在stdarg.h中被定义成宏的, 由于1)硬件平台的不同 2)编译器的不同,所以定义的宏也有所不同,下面以VC++中stdarg.h里x86平台的宏定义摘录如下(’"’号表示折行):
typedef
char * va_list;
#define _INTSIZEOF(n) \
((
sizeof(n)+
sizeof(
int)-1)&~(
sizeof(
int) - 1) )
#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
#define va_arg(ap,t) \
( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
定义_INTSIZEOF(n)主要是为了某些需要内存的对齐的系统.C语言的函数是从右向左压入堆栈的,图(1)是函数的参数在堆栈中的分布位置.我们看到va_list被定义成char*,有一些平台或操作系统定义为void*.再看va_start的定义,定义为&v+_INTSIZEOF(v),而&v是固定参数在堆栈的地址,所以我们运行va_start(ap, v)以后,ap指向第一个可变参数在堆栈的地址,如图:
高地址|-----------------------------|
|函数返回地址 |
|-----------------------------|
|
. |
|-----------------------------|
|第n个参数(第一个可变参数) |
|-----------------------------|<--va_start后ap指向
|第n-1个参数(最后一个固定参数)|
低地址|-----------------------------|<-- &v
图( 1 )
然后,我们用va_arg()取得类型t的可变参数值,以上例为int型为例,我们看一下va_arg取int型的返回值: j= ( *(int*)((ap += _INTSIZEOF(int))-_INTSIZEOF(int)) );
首先ap+=sizeof(int),已经指向下一个参数的地址了.然后返回ap-sizeof(int)的int*指针,这正是第一个可变参数在堆栈里的地址(图2).然后用*取得这个地址的内容(参数值)赋给j.
高地址|-----------------------------|
|函数返回地址 |
|-----------------------------|
|
. |
|-----------------------------|<--va_arg后ap指向
|第n个参数(第一个可变参数) |
|-----------------------------|<--va_start后ap指向
|第n-1个参数(最后一个固定参数)|
低地址|-----------------------------|<-- &v
图( 2 )
最后要说的是va_end宏的意思,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.关于va_start, va_arg, va_end的描述就是这些了,我们要注意的是不同的操作系统和硬件平台的定义有些不同,但原理却是相似的.
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include <stdarg.h>
void myprintf(
char* fmt,
)
//
一个简单的类似于printf的实现，
//
参数必须都是int 类型
{ //char* pArg=NULL; //等价于原来的va_list va_list pArg; char c; // pArg = (char*) &fmt; //注意不要写成p = fmt !!因为这里要对参数取址，而不是取值 // pArg += sizeof(fmt); //等价于原来的va_start va_start(pArg,fmt); do { c =*fmt; if (c != '%') { putchar(c); //照原样输出字符 } else {//按格式字符输出数据 switch(*++fmt) { case 'd': printf("%d",*((int*)pArg)); break; case 'x': printf("%#x",*((int*)pArg)); break; case 'f': printf("%f",*((float*)pArg)); default: break; } //pArg += sizeof(int); //等价于原来的va_arg va_arg(pArg,int); } ++fmt; }while (*fmt != '\0'); //pArg = NULL; //等价于va_end va_end(pArg); return;}
int main(
int argc,
char* argv[])
{ int i = 1234; int j = 5678; myprintf("the first test:i=%d",i,j); myprintf("the secend test:i=%f; %x;j=%d;",i,0xabcd,j); system("pause"); return 0;}
打印函数
原型：
int vsprintf(char *string, char *format, va_list param);
功 能:
送格式化输出到串中
返回值:
正常情况下返回生成字串的长度(除去\0),错误情况返回负值
// 将param 按格式format写入字符串string中
注: 该函数会出现内存溢出情况,建议使用vsnprintf
int vsnprintf(char *buffer, size_t max_count, const char *format, va_list vArgList);
头文件:
#include <stdarg.h>
函数声明:
int vsnprintf(char *buffer, size_t max_count, const char *format, va_list vArgList);
参数说明:
1. char *buffer [out],把生成的格式化的字符串存放在这里.
2. size_t max_count [in], buffer可接受的最大字节数,防止产生数组越界.
3. const char *format [in], 格式化字符串
4. va_list vArgList [in], va_list变量. va:variable-argument:可变参数
用法类似于vsprintf,只不过加了max_count的限制.
返回值说明:
如果成功调用此函数，返回写到buffer中的字符的个数（不包括结尾的'\0'）。snprintf和vsnprintf函数不能够写多于size大小（包括结尾的'0'）的字节数。如果输出因为以上原因被截断，返回成功写入buffer的字符数（不包括结尾的'\0'），如果有足够的内存空间的话。所以，如果返回值等于size或者大于size，表示输出到buffer的字符被截断，如果输出过程中遇到错误，则返回一个负数。
vsprintf 函数例子
char buffer[80];
int vspf(char *fmt, ...)
{
va_list argptr;
int cnt;
va_start(argptr, fmt);
cnt = vsprintf(buffer, fmt, argptr);
va_end(argptr);
return(cnt);
}
int main(void)
{
int inumber = 30;
float fnumber = 90.0;
char string[4] = "abc";
vspf("%d %f %s", inumber, fnumber, string);
printf("%s\n", buffer);
return 0;
}
3 该程序结果为
30 90.000000 abc
VA_LIST的用法（ VA_LIST 是在C语言中解决变参问题的一组宏）：
（1）首先在函数里定义一个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，这个宏的第二个
参数是第一个可变参数的前一个参数，是一个固定的参数。（如在运行VA_START
(ap,v)以后，ap指向第一个可变参数在堆栈的地址。）
（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。
（4）最后用VA_END宏结束可变参数的获取。然后你就可以在函数里使用第二个参数了。
如果函数有多个可变参数的，依次调用VA_ARG获取各个参数。
功 能: 从流中执行格式化输入
原型: int vsscanf(char *s, char *format, va_list param);
程序例:
#include
#include
#include
char buffer[80] = "30 90.0 abc";
int vssf(char *fmt, ...)
{
va_list argptr;
int cnt;
fflush(stdin);
va_start(argptr, fmt);
cnt = vsscanf(buffer, fmt, argptr);
va_end(argptr);
return(cnt);
}
int main(void)
{
int inumber;
float fnumber;
char string[80];
vssf("%d %f %s", &inumber, &fnumber, string);
printf("%d %f %s\n", inumber, fnumber, string);
return 0;
}
30 90.000000 abc
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