15. C语言可变参数列表解析

  C语言的可变参数列表是一项非常有意思的技术，它可以使函数接收不确定个数个参数，来达到某些特定场合的要求。

  另外可变参数列表与C程序的栈帧是紧密结合的，所以，建议大家先参考一下这篇讲解C语言栈帧的文章

函数的调用过程(栈帧)详解

  来看一个例子:

    #include <stdarg.h> //头文件

    //可变参数的平均值函数
    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);
        }
        va_end(arg);

        return sum / n;
    }

  本例就是应用了可变参数列表，其中出现了几个 va 前缀的类型和新用法，这就是C语言可变参数列表的语法，接下来我们研究一下这些。

1.va_list arg;

  创建一个可变参数，本质上是一个 char* 的指针。

2. va_start

  用可变参数列表中的已知参数初始化可变参数。

  我们转到 va_start 的定义，可以看到， va_start 是一个宏，修饰了一个叫 _crt_va_start 的东西。

  我们再转到 _crt_va_start，在这里可以看到它的定义。

  我们再看一下这个 [_ADDRESSOF和 _INTSIZEOF 是什么。

  看到这里，想必大家都明白了吧。va_start翻译过来其实就是：

    arg = char*(&n) + /*向上取整型，n = 1，2，3，4为4，5，6，7，8为8，类推*/
    // va_start:初始化arg，让arg指向未知参数部分的第一个参数
    // n为可变参数列表未知参数前面第一个有名字的参数(已知参数)
    // 不一定为可变参数参数列表第一个参数，因为可能会有多个已知参数

  这里运用了栈帧的原理，因为进入 add 函数时参数压栈顺序是从左到右，所以可变未知参数是先于已知参数压栈的，所以知道可变未知参数前第一个已知参数，就可以将 arg 定位到第一个未知参数，直接在栈上找到它。

3. va_arg

  我们转到 va_arg 的定义来看一下。

  和 va_start 一样，这里也进行了封装，我们继续。

  这里运用到了两次 _INTSIZEOF 宏，我们再看一下。

  还是函数栈帧的使用，我们将例子中的 va_arg 语句翻译一下。

sum += va_arg(arg, int);
    // define va_arg(arg,int) (*(int *))((arg += _INTSIZEOF(int)) - _INTSIZEOF(int))
    // ==> sum += (*(int *)((arg += 4) - 4));

  因为 arg 是一个 char* 指针，参数是一个 int类型，所以每次给 arg 加4 即指向下一个未知参数。因为参数是从左到右传入，所以加4即下一个未知参数。然后sum又是arg-4，即当前未知参数。

4. va_end

  因为 arg 是一个指针变量，使用完必须进行销毁，所以想必 va_end 的作用就是进行指针销毁。
  打开 va_end 的定义。

  不出意外，它也是做了封装，我们继续点进去。

  这就是它的庐山真面目了。

5. 可变参数的限制

• 可变参数必须从头到尾逐个访问。如果你在访问了几个可变参数之后想半途中止，这是可以的，但是，如果你想一开始就访问参数列表中间的参数，那是不行的(可以把想访问的中间参数之前的参数读取但是不使用，曲线救国)。

• 参数列表中至少有一个命名参数。如果连一个命名参数都没有，就无法使用va_start。

• 这些宏是无法直接判断实际实际存在参数的数量。

• 这些宏无法判断每个参数的类型。所以在 va_arg 的时候一定要指定正确的类型。

• 如果在va_arg中指定了错误的类型，那么后果是不可预测的

• 第一个参数也未必要是可变参数个数，例如printf()。

练习：编写printf，返回打印字符个数，只有s c d 字符串 字符 整形 三个选项

    #include <stdio.h>
    #include <stdarg.h>
    void display(int n,int* count)
    {
        if (n > 9)
        {
            display(n / 10,count);
        }
        (*count)++;
        putchar(n % 10 + '0');
    }
    int print(const char* format,...)
    {
        int count = 0;
        va_list arg;
        va_start(arg, format);
        while (*format != '\0')
        {
            switch (*format)
            {
            case 's':
                {
                        char* ptr = va_arg(arg, char*);
                        while (*ptr != '\0')
                        {
                            putchar(*ptr);
                            ptr++;
                            count++;
                        }
                }
                break;
            case 'd':
                {
                        int ret = va_arg(arg, int);
                        display(ret,&count);
                }
                break;
            case 'c':
                {
                        char ret = va_arg(arg, char);
                        count++;
                        putchar(ret);
                }
                break;
            default:
                putchar(*format);
                count++;
                break;
            }
            format++;
        }
        va_end(arg);
        return count;
    }
    int main()
    {
        char* p = "abcdef";
        int age = 20;
        char f = 'f';
        int num = print("s d f ", p, age, f);
        printf("\n%d\n", num);
        return 0;
    }