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C 语言的可变参数类型 stdarg

va_list/va_start/va_arg/va_end这几个宏,都是用于函数的可变参数的。

我们来看看在vs2008中,它们是怎么定义的:

1:  ///stdarg.h

   2:  #define va_start _crt_va_start

   3:  #define va_arg _crt_va_arg

   4:  #define va_end _crt_va_end

   5:   

   6:  ///vadefs.h

   7:  #define _ADDRESSOF(v)   ( &reinterpret_cast<const char &>(v) )

   8:  typedef char *  va_list;

   9:  #define _INTSIZEOF(n)   ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )

  10:  #define _crt_va_start(ap,v)  ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )

  11:  #define _crt_va_arg(ap,t)    ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )

  12:  #define _crt_va_end(ap)      ( ap = (va_list)0 )
           
再看看各个宏的功能是什么?      
  • va_list用于声明一个变量,我们知道函数的可变参数列表其实就是一个字符串,所以va_list才被声明为字符型指针,这个类型用于声明一个指向参数列表的字符型指针变量,例如:va_list ap;//ap:arguement pointer
  • va_start(ap,v),它的第一个参数是指向可变参数字符串的变量,第二个参数是可变参数函数的第一个参数,通常用于指定可变参数列表中参数的个数。
  • va_arg(ap,t),它的第一个参数指向可变参数字符串的变量,第二个参数是可变参数的类型。
  • va_end(ap) 用于将存放可变参数字符串的变量清空(赋值为NULL).
1:  /*

   2:  *

   3:  *功能: 宏va_arg()用于给函数传递可变长度的参数列表。 

   4:  *首先,必须调用va_start() 传递有效的参数列表va_list和函数强制的第一个参数。第一个参数代表将要传递的参数的个数。 

   5:  *其次,调用va_arg()传递参数列表va_list 和将被返回的参数的类型。va_arg()的返回值是当前的参数。 

   6:  *再次,对所有的参数重复调用va_arg() 

   7:  *最后,调用va_end()传递va_list对完成后的清除是必须的。 

   8:  *

   9:  *时间:2011年8月17日22:34:04

  10:  *作者:张超

  11:  *Email:[email protected]

  12:  *

  13:  */

  14:   

  15:   

  16:  #include "X:\编程练习\C-C++\global.h"

  17:   

  18:  #if va_arg==stdon

  19:  #include <stdio.h>

  20:  #include <stdarg.h>

  21:  #include <stdlib.h>

  22:   

  23:  //第一个参数指定了参数的个数

  24:  int sum(int number,...)

  25:  {

  26:      va_list vaptr;

  27:      int i;

  28:      int sum = 0;

  29:      va_start(vaptr,number);

  30:      for(i=0; i<number;i++)

  31:      {

  32:          sum += va_arg(vaptr,int);

  33:      }

  34:      va_end(vaptr);

  35:      return sum;

  36:  }

  37:   

  38:   

  39:  int main()

  40:  {

  41:      printf("%d\n",sum(4,4,3,2,1));

  42:      system("pause");

  43:      return 0;

  44:  }

  45:   

  46:  #endif
           
  • va_start的功能是要把,ap指针指向可变参数的第一个参数位置处,

    #define _crt_va_start(ap,v) ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )

   先取第一个参数的地址,在sum函数中就是取number的地址并且将其转化为char *的(因为char *的指针进行加减运算后,偏移的字节数才与加的数字相同, 如果为int *p,那么p+1实际上将p移动了4个字节),然后加上4(__INITSIZEOF(number)=(4+3)&~3),这样就将ap指向了可变参数字符串的第一个参数。

#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )

  • 以int所占的字节为标准进行对其操作。
  • 如果int占四字节,则以四字节对齐为标准读取数据。
  • va_arg是要从ap中取下一个参数。

       #define _crt_va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )

对于这个宏,哥纠结了很久,最后终于搞清楚了,究其原因就是自己C语言功底不扎实,具体表现在没有搞清楚赋值表达式的值是怎么运作的。      
我们看这个宏,首先是ap = ap + __INTSIZEOF(t)。注意到,此时ap已经被改变了,它已经指向了下一个参数,我们令x=ap + __INTSIZEOF(t);      
那么括号内就变成了(x – __INTSIZEOF(t)),但是这里没有赋值运算符,所以ap的值没有发生变化,此时ap仍然指向的是当前参数的下一个参数的位置,      
也就是说ap指向的位置比当前正在处理的位置超前了一个位置。      
其实写成下面的形式就简单明了了:      

    #define   va_arg(ap,t)   (*(t   *)((ap   +=   _INTSIZEOF(t)),   ap   -   _INTSIZEOF(t))   )

分析:为什么要将ap指向当前处理参数的下一个参数了?      
经过上面的分析,我们知道va_start(ap,v)已经将ap指向了可变参数列表的第一个参数了,以后我们每一步操作都需要将ap移动到下一个      
参数的位置,由于我们每次使用可变参数的顺序是:va_start(ap,v)—>va_arg(ap,t);这样我们在第一次去参数的时候,其实ap已经指向了      
第二个参数开始的位置,所以我们用表达式的方式获得一个指向第一个参数的临时指针,这样我们就可以采用这种一致的方式来处理可变参数列表。