再次理解C语言的变参
实在是令我很郁闷的事啊。
去年用了两天的时间恶补了一下变参，今天看到变参。发现头脑一篇空白，啥都不知道了。
古人有云：温故而知新。今日我就在看一遍，做个笔记了。
在C语言中，函数参数的传递方式有值传和址传.值传是把实参的一个专用的、临时的复制值给被调函数中相应的形参被调用函数使用、修改这个传来的复制值，不会影响实参的值.址传则是把变量(实参)的地址传给被调函数.被调函数通过这个地址找到该变量的存放位置，直接对该地址中存放的变量的内容进行存取操作.无论是值传还是址传，都要求实参的数目及类型与形参要完全一致。
但是在C语言中，在形参表中可以不明确指定传递参数的个数和类型。printf就是一个最好的例子了。这也就是今天要讨论的主要话题--变参函数。
下面我们通过对可变长参数函数的理解和设计，加深C语言函数设计的思想方法。
在标准文件stdarg.h中包含带参数的宏定义：
typedef __builtin_va_list __gnuc_va_list;typedef __gnuc_va_list va_list #define va_start(v,l) __builtin_va_start(v,l)#define va_end(v) __builtin_va_end(v)#define va_arg(v,l) __builtin_va_arg(v,l) __builtin_va_list等带有__builtin都是编译器所能识别的函数，类似于关键字，这里就不深究了。
下面举例一下可变参数的使用注意事项：
1，可变长参数函数规定格式 {类型函数名(firstfix,…,lastfix,…)} 。firstfix,…,lastfix表示函数参数列表中的第一个和最后一个固定参数，该参数列表至少要有一个固定参数，其作用是为了给变参函数确定列表中参数的个数和参数的类型。
2，指针类型va_list用来说明一个变量ap(argument pointer -- 可变参数指针），此变量将依次引用可变参数列表中用省略号“...”代替的每一个参数。即指向将要操作的变参。
3，宏va_start(ap,lastfix)是为了初始化变参指针ap，以指向可变参数列表中未命名的第一个参数，即指向lastfix后的第一个变参。它必须在指针使用之前调用一次该宏，参数列表中至少有一个未命名的可变参数。从宏定义可知其正确性。
4，宏va_arg(ap, type)调用，将ap指向下一个可变参数，而ap的类型由type确定，type数据类型不使用float类型。调用后将新的变参指向一个工作变参，如iap=va_start(ap,int)调用。
5，宏va_end(ap)功能是完成清除变量ap的作用，表明程序以后不再使用，若该指针变量需再使用，必须重新调用宏va_start以启动该变量。
下面举两个列子，一个使用可变参数实现，一个使用常规方式实现：
#include <stdio.h>#include <stdarg.h>int add_va(int num, int first, ...) { int ret = 0, arg, i; va_list ap;//定义一个可变参数变量 ret = first; va_start(ap,first); //初始化可变参数 for(i = 1; i < num;i++) { arg = va_arg(ap,int);//获取下一个类型为int的参数 ret += arg; } va_end(ap);//清除变量ap return ret;}int add_normal(int num, ...) { int *p, i; int ret; p = &num + 1; //p指向参数列表下一个位置 ret = *p; for(i = 1; i < num; i++) ret +=p; return ret;}int main(int argc, char **argv) { printf("%d\n", add_va(5,1,2,3,4,5)); printf("%d\n", add_normal(5,1,2,3,4,5)); return 0;} 得出结论：
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可变参数在编译器中的处理
va_start,va_arg,va_end是在stdarg.h中被定义成宏的, 由于1)硬件平台的不同 2)编译器的不同,所以定义的宏也有所不同,下面以VC++中stdarg.h里x86平台的宏定义摘录如下：
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 )
_INTSIZEOF(n)中注意((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int) - 1) )， 其实这段表达式主要是为了字节对齐作用，这里是使用int值来确定对齐的方式。很好很强大。
图(1)是函数的参数在堆栈中的分布位置。运行va_start(ap, v)以后,ap指向第一个可变参数在堆栈的地址
高地址|-----------------------------| |函数返回地址 | |-----------------------------| |. | |-----------------------------| |第n个参数(第一个可变参数) | |-----------------------------|<--va_start后ap指向 |第n-1个参数(最后一个固定参数)| 低地址|-----------------------------|<-- &v 图( 1 ) 然后，使用va_arg()取得类型t的可变参数值。举例va_arg取int型的返回值: j= ( *(int*)((ap += _INTSIZEOF(int))-_INTSIZEOF(int)) )。
1，ap+=sizeof(int),ap指向了下一个参数的地址
2，减去sizeof(int)，相当于又返回到了前一个参数，不过这一步没有赋值给ap。
3, 将表达式的值强转成int类型。
4，返回第n(第一个可变参数)的值，并且赋值给变量j。
高地址|-----------------------------| |函数返回地址 | |-----------------------------| |. | |-----------------------------|<--va_arg后ap指向 |第n个参数(第一个可变参数) | |-----------------------------|<--va_start后ap指向 |第n-1个参数(最后一个固定参数)| 低地址|-----------------------------|<-- &v 图( 2 ) 最后要说的是va_end宏的意思,x86平台定义为ap=(char*)0;使ap不再指向堆栈,而是跟NULL一样.有些直接定义为((void*)0),这样编译器不会为va_end产生代码,例如gcc在linux的x86平台就是这样定义的.
NOTE:
由于参数的地址用于va_start宏,所以参数不能声明为寄存器变量或作为函数或数组类型。不同的操作系统和硬件平台的定义有些不同,但原理却是相似的。
接下来自己写了一个printf:
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <stdarg.h>void printf_diy(char *fmt,...) { va_list arg; char c; va_start(arg, fmt); do { c = *fmt; if(c != '%'){ putchar(c); //输出 } else { fmt++; switch(*fmt) { case 'd': printf("%d", *((int*)arg)); break; case 'x': printf("%#x", *((int*)arg)); break; case 'f': printf("%f", *((float*)arg)); default: break; } va_arg(arg,int); } ++fmt; } while (*fmt != '\0'); va_end(arg); return;}int main(int argc, char **argv) { int i = 1234; int j = 5678; float f = 13.9; printf_diy("i = %d\n", i); printf_diy("j = %d\n", j); printf_diy("f = %f\n", f); return 0;}
输出的结果是：
i = 1234
j = 5678
f = -2.000000
这里不明白f会输出的是怎么会是“ -2.000000” 。今天就写到这里了，该问题以后解决。哈哈！
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