可变参数列表解析

可变参数列表解析

可变参数是通过将函数实现为可变参数的形式，可以使得函数可以接受一个及一个以上的函数参数。也许可变参数对我们来说是陌生的，但是作为C语言的初学者经常使用的printf 函数函数是一个典型的参数可变的函数。在保证它的第一个参数是字符串的条件下，你可以输任意数量任意合法类型的参数。只要你在第一个字符串参数中使用了对应的格式化字符串，你就可以输出正确的值。printf函数是封装好的函数，那我们该如何实现一个可变参数函数呢？

1. 如何设定可变参数

首先我们通过一个列子来感受一下可变参数：实现一个函数可以找出任意个数里的最大值。

# include <stdio.h>
# include <stdlib.h>
# include <stdarg.h>
int Max(int n, ...)
{
	va_list arg;
	int i = 0;
	va_start(arg, n);
	int max = va_arg(arg, int);
	for (i = 1; i < n; i++)
	{
		int tmp = va_arg(arg, int);
		if (tmp>max)
			max = tmp;
	}
	return max;
	va_end(arg);
}
int main()
{
	int max = Max(5, 7, 9, 6, 2, 1);
	printf("max=%d\n", max);
	system("pause");
	return 0;
}

<1> 创建一个可变参数函数需引头文件<stdarg.h>。

<2> va_list arg 声明一个va_list 类型的变量arg，它用于访问参数列表未确定的部分。

<3> va_start(arg,n) 初始化 arg 这个变量，它的第一个参数是一个va_list类型的变量名，第二个参数是省略号最后一个有名字的参数。初始化过程把arg变量设置为指向可变参数的第一个参数。

<4> va_arg(arg,int) 为了访问参数，需要使用va_arg，这个宏可以接受两个参数：va_list 变量和参数列表中下一个参数的类型。在这个列子中所有可变参数都是整型。va_arg 返回这个函数的值，并使用va_arg指向下一个可变参数。

<5> va_end(arg)当访问完毕最后一个可变参数之后，调用va_end,由此确保堆栈的正确恢复，如果没有正确使用va_end ,可能使程序瘫痪。

1. 可变参数在编译器中的处理

首先看一下VC++6.0中<stdarg.h>里的代码

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 )

下面我们解释这些代码的含义：

1、首先把va_list被定义成char*，这是因为在我们目前所用的PC机上，字符指针类型可以用来存储内存单元地址。而在有的机器上va_list是被定义成void*的

2、定义_INTSIZEOF(n)主要是为了某些需要内存的对齐的系统.这个宏的目的是为了得到最后一个固定参数的实际内存大小。（对Intel 80x86 机器来说就是要求每个变量的地址都是sizeof(int)的倍数。）

3、 va_start的定义为 &v+_INTSIZEOF(v) ,这里&v是最后一个固定参数的起始地址，再加上其实际占用大小后，就得到了第一个可变参数的起始内存地址。所以我们运行va_start (ap, v)以后,ap指向第一个可变参数在的内存地址,有了这个地址，就可以遍历所有可变参数。（在大多数C语言编译器中，参数进栈的顺序是由右向左的，因此参数进栈后，最后一个固定参数的地址位于第一个可变参数之下，并且是连续存储的。）

4、va_arg():有了va_start的良好基础，我们取得了第一个可变参数的地址，在va_arg()里的任务就是根据指定的参数类型取得本参数的值，并且把指针调到下一个参数的起始地址。
因此，现在再来看va_arg()的实现就应该心中有数了：
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
这个宏做了两个事情，
①用用户输入的类型名对参数地址进行强制类型转换，得到用户所需要的值
②计算出本参数的实际大小，将指针调到本参数的结尾，也就是下一个参数的首地址，以便后续处理。

5、va_end宏的解释：x86平台定义为ap=(char*)0;使ap不再指向堆栈,设为空指针。防止以后的误操作。

3.可变参数的限制

<1>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终止，这是可以的，但是，如果你想一开始就访问列表中间的参数，那是不行的。

<2>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。

<3>这些宏是无法直接判断实际存在参数的数量。

<4>这些宏无法判断每个参数的类型。

<5>如果在va_arg中指定了错误的类型，那么后果是不可预测的。