C语言中的可变参数

可变参数函数

在C语言中，有这样的一类函数：函数的参数个数是不确定的，动态变化的。比如我们经常用到的 prinf, sprinf 等等，这与我们平时定义的函数有些不同，它们便是可变参数函数，我们也可以自定义这类函数，这篇文章讲解C语言中的可变参数函数相关的内容。

原理与分析

C语言的参数列表是从右往左被压入堆栈的，假设现在堆栈中有关参数的情况如下：

栈顶-不可变参数1-不可变参数2-…-不可变参数n-可变参数1-可变参数2-…可变参数n-栈低
现在假设我们知道了"可变参数n"的类型，我们还需要知道什么就能得到这个参数？这个参数的地址！那如何得到这个地址？你必须知道前一个的地址和类型！那怎么知道前一个的类型和地址？……一直到最前面那个已经知道了类型和地址的不可变参数n是不是就搞定了？！

总结

总结：读取可变参数的过程其实就是在堆栈中，使用指针,遍历堆栈段中的参数列表,从低地址到高地址一个一个地把参数内容读出来的过程·（因为入栈是从高地址向低地址入栈，出栈就从低地址向高地址出栈，先入后出）

实现方案

下面看一下ANSI标准的实现。只讲相关的三个宏，用这三个宏就实现了上面的过程。

这三个宏是：

va_start( va_list arg_ptr, prev_param )
va_arg( va_list arg_ptr, type )
va_end( va_list arg_ptr )
既然明白了前面所述过程，就容易理解库里面那些宏或者函数的用途了。

1、 va_start 宏

这个函数用于确定第一个不可变参数的位置。它是如何做到的？就是通过最后一个不可变参数 n 实现的，因此它里面有两个参数，一个是不可变参数 n ，一个是可变参数 1 的地址。因为不可变参数 n 的地址和类型都能够得到，因此只要将这个指针（将它的地址赋给一个相同类型的指针）加 1 就能得到可变参数 1 的指针，通过这个宏， va_list 的指针就指向第一个可变参数。

2、 va_arg 宏

这个函数的作用就是获得当前指向的参数的值。但当前我们只是得到了可变参数 1 的地址，它的类型怎么确定？只能通过前面的不可变参数来传达这个信息，像 printf 里面的格式化字符串，或者你可以认为可变参数列表的参数类型和第几个不可变参数的相同。这种信息的传递是由程序员来设计的。
//得到第一个可变参数的值,执行后ap指向下一个可变参数地址即将ap指针上移(int)大小地址

3、 va_end 宏

因为在 va_start 的实现中可能会有对参数列表的动态内存分配，需要调用 va_end 宏来释放。如果忘记了，很可能会“内存泄露”。

应用举例

举例1：提前已知所有参数类型的简单情况

/*程序功能：这里实验可变参数的函数,以及可变参数的宏的特性.
*可变参数函数void my_sum(int count, ...);
*这个函数的功能是计算多个整数的和。
*其中count是将要求和的整数的数目。
*其它的参数是可变的,其中第一个参数是char*的参数，用于提示。
*后面的参数分别是待求和的整数，一共count个。
*/#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>void my_sum(int count, ...);int main(int argc, char *argv[])
{int count = 5;printf("compute sum of %d numbers.\n",count);my_sum(count,"the sum of numbers is:", 1, 2, 3, 4, 5);return 0;
}void my_sum(int count, ...)
{//将要用来存放需要的某个可变参数的指针的信息va_list ap;char *prompt;int sum = 0;//开始的初始化，其中ap含有指向可变参数的指针的信息，count是当前函数中最后一个非可变的参数(这样才能定位).va_start(ap, count);//获取并返回下一个可变参数的值，第一个参数是ap不用说了，第二个参数是要获取的参数的类型。//根据文档，如果类型指定错误了，或者没有下一个可变参数了，那么返回的结果是随机的。prompt = va_arg(ap, char*);printf("%s\n", prompt);int i;for(i = 0; i < count; ++i){sum += va_arg(ap, int);}//使用完可变参数之后要用这个来释放资源va_end(ap);printf("%d\n",sum);}

执行结果：

举例2：通过固定参数，来动态确定可变参数类型的复杂情况

#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>
void foo(char *fmt, ...)
{va_list ap;int d;char c;char *s;va_start(ap, fmt);while(*fmt){switch(*fmt++){case 's':{s = va_arg(ap, char *);printf("string %s\n", s);break;}case 'd':{d = va_arg(ap, int);printf("int %d\n", d);break;}case 'c':{c = (char)va_arg(ap, int);printf("char %c\n", c);break;}}}va_end(ap);
}int main()
{foo("csds", 'b', "of", 50, "you");return 0;
}