C语言可变参数

参考：https://blog.csdn.net/u013171226/article/details/121445507

- 什么是可变参数
- 可变参数列表构成
- 实现原理(va_list系列变参宏实现变参函数)
- 代码示例
- - 函数通过固定参数指定可变参数个数，打印所有变参值
  - 函数定义一个结束标记(-1)，调用时通过最后一个参数传递该标记，打印标记前所有变参值
- 注意事项
- 总结

什么是可变参数

在C语言编程中有时会遇到一些参数可变的函数，例如printf()、scanf()，其函数原型为：

int printf(const char* format,…)
int scanf(const char *format,…)

对于 printf ，它除了有一个参数 format 固定以外，后面的参数其个数和类型都是可变的，用三个点“…”作为参数占位符。

可变参数列表构成

任何一个可变参数的函数都可以分为两部分：固定参数和可选参数。

至少要有一个固定参数，其声明与普通函数参数声明相同；
可选参数由于数目不定(0个或以上)，声明时用"…"表示。
固定参数和可选参数共同构成可变参数函数的参数列表。

实现原理(va_list系列变参宏实现变参函数)

C语言中使用 va_list 系列变参宏实现变参函数，此处va意为variable-argument(可变参数)。

x86平台VC6.0编译器中，stdarg.h头文件内变参宏定义如下：

typedef char * va_list;//把 n 圆整到 sizeof(int) 的倍数
#define _INTSIZEOF(n)       ( (sizeof(n)+sizeof(int)-1) & ~(sizeof(int)-1) )//初始化ap指针，使其指向第一个可变参数    v是变参列表的前一个参数,即最后一个固定参数
#define va_start(ap,v)      ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )//该宏返回当前变参值                    使ap指向列表中的下个变参
#define va_arg(ap, type)    ( *(type *)((ap += _INTSIZEOF(type)) - _INTSIZEOF(type)) )//将指针ap置为无效，结束变参的获取
#define va_end(ap)             ( ap = (va_list)0 )

宏定义详解：

_INTSIZEOF(n)

_INTSIZEOF宏考虑到某些系统需要内存地址对齐。从宏名看应按照sizeof(int)即栈粒度对齐，参数在内存中的地址均为sizeof(int)=4的倍数。

例如，若1≤sizeof(n)≤4，则_INTSIZEOF(n)＝4；若5≤sizeof(n)≤8，则_INTSIZEOF(n)=8。

va_start(ap,v)

va_start宏首先根据(va_list)&v得到参数 v 在栈中的内存地址，加上_INTSIZEOF(v)即v所占内存大小后，使 ap 指向 v 的下一个参数。在使用的时候，一般用这个宏初始化 ap 指针，v 是变参列表的前一个参数，即最后一个固定参数，初始化的结果是 ap 指向第一个变参。

va_arg(ap, type)

这个宏取得 type 类型的可变参数值。首先ap += _INTSIZEOF(type)，即 ap 跳过当前可变参数而指向下个变参的地址；然后ap-_INTSIZEOF(type)得到当前变参的内存地址，类型转换后解引用，最后返回当前变参值。

va_end(ap)

va_end 宏使 ap 不再指向有效的内存地址。该宏的某些实现定义为((void*)0)，编译时不会为其产生代码，调用与否并无区别。但某些实现中 va_end 宏用于在函数返回前完成一些必要的清理工作：如 va_start 宏可能以某种方式修改栈，导致返回操作无法完成，va_end 宏可将有关修改复原；又如 va_start 宏可能为参数列表动态分配内存以便于遍历，va_end 宏可释放此内存。因此，使用 va_start 宏的函数中退出之前，必须调用一次 va_end 宏。

代码示例

变参宏无法智能识别可变参数的数目和类型，因此实现变参函数时需自行判断可变参数的数目和类型。所以我们就要想一些办法，比如

1、显式提供变参数目或设定遍历结束条件
2、显式提供变参类型枚举值，或在固定参数中包含足够的类型信息(如printf函数通过分析format字符串即可确定各变参类型)
3、主调函数和被调函数可约定变参的数目和类型
4、…

函数通过固定参数指定可变参数个数，打印所有变参值

#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>void parse_valist_by_num(int arg_cnt, ...);int main(void)
{parse_valist_by_num(4,1,2,3,4);parse_valist_by_num(4,1,2,3); parse_valist_by_num(4,1,2,3,4,5); //多余的变参被忽略
}//第一个参数定义可变参数的个数
void parse_valist_by_num(int arg_cnt, ...)
{va_list p_args;va_start(p_args, arg_cnt);int idx;int val;for(idx = 1; idx <= arg_cnt; ++idx){val = va_arg(p_args, int);printf("第 %d 个参数: %d\n", idx, val);}printf("---------------\n");va_end(p_args);
}

ubuntu编译运行结果如下：

在这里插入图片描述

函数定义一个结束标记(-1)，调用时通过最后一个参数传递该标记，打印标记前所有变参值

#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>void parse_valist_by_flag(int num_1, ...);int main(void)
{parse_valist_by_flag(1,-1);parse_valist_by_flag(1,2,3,5,-1);parse_valist_by_flag(-1);}//函数定义一个结束标记(-1)，调用时通过最后一个参数传递该标记，以结束变参的遍历打印。
//最后一个参数作为变参结束符(-1)，用于循环获取变参内容
void parse_valist_by_flag(int num_1, ...)
{va_list p_args;va_start(p_args, num_1);int idx = 0;int val = num_1;while(val != -1){++idx;printf("第 %d 个参数: %d\n", idx, val);val = va_arg(p_args, int); //得到下个变参值}va_end(p_args);printf("---------------\n");
}