C语言可变参数函数取参方法

 熟悉C的人都知道，C语言支持可变参数函数(Variable Argument Functions)，即参数的个数可以是不定个，在函数定义的时候用(...)表示，比如我们常用的printf()\execl函数等；printf函数的原型如下：

 int printf(const char *format, ...);

 注意，采用这种形式定义的可变参数函数，至少需要一个普通的形参，比如上面代码中的*format，后面的省略号是函数原型的一部分。

C语言之所以可以支持可变参数函数，一个重要的原因是C调用规范中规定C语言函数调用时，参数是从右向左压入栈的；这样一个函数实现的时候，就无需关心调用他的函数会传递几个参数过来，而只要关心自己用到几个；以printf为例：

 printf("%d%s\n",i,s);

 printf函数在定义的时候，不知道函数调用的时候会传递几个参数。在实现上，printf函数只需关心第一个参数，即字符串“%d%s\n”，当读到%d的时候，printf知道自己需要第二个参数，这时只需要去栈上寻找即可；当读到%s时，再去栈上网上寻找一个参数即可。简单说，printf不关心栈上到底压了多少参数，只关心自己需要多少。

 

 那么对于一个定义为可变参数的函数，函数定义的时候并没有定义形参原型，怎么使用参数呢？

C语言定义了一系列宏来完成可变参数函数参数的读取和使用：宏va_start、va_arg和va_end；在ANSI C标准下，这些宏定义在stdarg.h中。三个宏的原型如下：

(1) void va_start(va_list ap, last);//取第一个可变参数（如上述printf中的i）的指针给ap，last是函数声明中的最后一个固定参数（比如printf函数原型中的*fromat）；

(2) type va_arg(va_list ap, type);//返回当前ap指向的可变参数的值，然后ap指向下一个可变参数；type表示当前可变参数的类型（支持的类型位int和double）；

(3) void va_end(va_list ap);//将ap置为NULL

 

当一个函数被定义位可变参数函数时，其函数体内首先要定义一个va_list的结构体类型，这里沿用原型中的名字ap。

 

va_start使ap指向第一个可选参数；

va_arg返回参数列表中的当前参数并使ap指向参数列表中的下一个参数；

va_end把ap指针清为NULL。

函数体内可以多次遍历这些参数，但是都必须以va_start开始，并以va_end结尾。

 

下面是一个具体的示例(摘自wikipedia)：

 #include <stdarg.h>

 double average(int count, ...)

{

    va_list ap;

    int j;

    double tot = 0;

    va_start(ap, count); //使va_list指向起始的参数

    for(j=0; j<count; j++)

        tot+=va_arg(ap, double); //检索参数，必须按照需要指定类型

    va_end(ap); //釋放va_list

    return tot/count;

}  

除此之外，我们还需要注意一个陷阱，即va_arg宏的第2个参数不能被指定为char、short或者float类型。《C和C++经典著作：C陷阱与缺陷》在可变参数函数传递时，因为char和short类型的参数会被提升为int类型，而float类型的参数会被提升为double类型。

 

例如，以下的代码是错误的

a = va_arg(ap,char);

 

因为我们无法传递一个char类型参数，如果传递了，它将会被自动转化为int类型。上面的式子应该写成：

 a = va_arg(ap,int); 

还需要注意的一个问题是，即时我们知道在某种体系结构下C语言函数的参数都压在栈上，我们也应该避免直接去栈上取想要的参数，因为这样会降低程序的灵活性和可移植性，并带来一些安全上潜在的危险。上述的三个宏，包括va_list，在不同的体系结构下会有不同的实现方法，比如va_list，有的系统上直接指向栈；而有的系统却将其实现为一个指针数组。

 

思考：

(1) 可变参数函数实现的原理是什么？// 查看一下vc6.0中stdarg.h中的代码：

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 )

(2) 如果自己要实现这样一个fmt函数，那么该如何入手呢？// 可以参考《C语言接口与实现》