C 语言编程新手精髓之变参函数

我们以 printf 这个 very 熟悉的函数为例，来分析一下变参函数。先看下 printf 函数的定义：

int printf(const char *fmt, ...){ ? ?int i; ? ?int len; ? ?/* va_list 即 char * */ ? ?va_list args; ? ? ? ?va_start(args, fmt); ? ? ? ?/* 内部使用了 va_arg() */ ? ?len = vsprintf(g_PCOutBuf,fmt,args); ? ? ? ?va_end(args); ? ? ? ?for (i = 0; i < strlen(g_PCOutBuf); i++) ? ?{ ? ? ? ?putc(g_PCOutBuf[i]); ? ?} ? ? ? ?return len;}

什么是变参函数？

可变参数函数的原型声明为 type VAFunction(type arg1, type arg2, … )；

参数可以分为两部分：个数确定的固定参数和个数可变的可选参数。函数至少需要一个固定参数，固定参数的声明和普通函数一样；可选参数由于个数不确定，声明时用 ''...'' 表示。固定参数和可选参数共同构成一个函数的参数列表。

printf 函数涉及了以下几个重要的宏：

typedef char * ? va_list;/* * Storage alignment properties */#define _AUPBND (sizeof (acpi_native_int) - 1) //acpi_native_int 为 4 字节（根据机器字长而定）#define _ADNBND (sizeof (acpi_native_int) - 1) /* * Variable argument list macro definitions */#define _bnd(X, bnd) (((sizeof (X)) + (bnd)) & (~(bnd)))#define va_arg(ap, T) (*(T *)(((ap) += (_bnd (T, _AUPBND))) - (_bnd (T,_ADNBND))))#define va_end(ap) (void) 0#define va_start(ap, A) (void) ((ap) = (((char *) &(A)) + (_bnd (A,_AUPBND))))

分析以下三个宏的作用

1) va_start 宏

作用： 根据 A 取得可变参数表的首指针并赋值给 ap。

原理： 根据最后一个固定参数 A 的地址 + 第一个变参对 A 的偏移地址，然后赋值给 ap，这样 ap 就是可变参数表的首地址(函数传递的参数会从右向左依次入栈，并且 ARM 的栈为降栈，所以参数 A 的地址最低)。

2) va_arg 宏

作用： 指取出当前 ap 所指的可变参数并将 ap 指针指向下一可变参数。

3) va_end 宏

作用： 结束可变参数的获取，与 va_start 对应使用。

堆栈中，各个函数的分布情况是倒序的，即最后一个参数在列表中地址最高部分，第一个参数在列表地址的最低部分。参数在堆栈中的分布情况如下: ? ?******************* ? ? ? 最后一个参数 ? ? ? ? 倒数第二个参数 ?? ? ? ... ? ? ? ? ? ? ? ? 第一个参数 ? ? ?? ? ? 函数返回地址 ? ?? ? ? 函数代码段 ? ? ?? ?*******************得到可变参数个数的三种办法:1) 函数的第一个参数，指定后续的参数个数，如 func(int num,...)；2) 根据隐含参数，判断参数个数,如 printf 系列的，通过字符串中 % 的个数判断；3) 特殊情况下(如参数都是不大于 0xFFFF 的 int)，可以一直向低处访问堆栈，直到返回地址。

而 _bnd(X, bnd) 宏就是以 4 字节对齐的变量 X 的大小。

自己实现一个简单的 printf 函数

#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdarg.h>#include <stdlib.h>void print(char *fmt, ...){ ? ?va_list ptr; ? ?va_list temp_ptr = NULL; ? ?/* 用于存储最终转换的结果 */ ? ?char buf[100] = {0}; ? ?/* 用于存储临时转换的结果 */ ? ?char temp_buf[50] = {0}; ? ?unsigned char index = 0; ? ?unsigned char len, arg_len; ? ?len = strlen(fmt); ? ?/* 得到可变参数的首地址 */ ? ?va_start(ptr, fmt); ? ?for(; *fmt; fmt++){ ? ? ? ?if(*fmt == '%'){ ? ? ? ? ? ?switch(*++fmt){ ? ? ? ? ? ? ? ?case 'd': ? ? ? ? ? ? ? ?case 'D': ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?sprintf(temp_buf, ''%d'', va_arg(ptr, int)); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?temp_ptr = temp_buf; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break; ? ? ? ? ? ? ? ?case 's': ? ? ? ? ? ? ? ?case 'S': ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?/* 取出当前变量，并将指针指向下一个可变参数 */ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?temp_ptr = va_arg(ptr, char*); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?break; ? ? ? ? ? ?} ? ? ? ? ? ?arg_len = strlen(temp_ptr); ? ? ? ? ? ?strcat(buf+index, temp_ptr); ? ? ? ? ? ?index += arg_len; ? ? ? ?}else{ ? ? ? ? ? ?buf[index] = *fmt; ? ? ? ? ? ?index++; ? ? ? ?} ? ?} ? ?/* 结束取参 */ ? ?va_end(ptr); ? ?/* 输出最终转换结果 */ ? ?puts(buf);}int main(){ ? ?print(''My name is %s and my height is %d cm.'', ''Lance#'', 178); ? ?return 0;}

程序运行结果：

My name is Lance# and my height is 178 cm.

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