一. 何謂可變參數(shù)
int printf( const char* format, ...);
這是使用過(guò)C語(yǔ)言的人所再熟悉不過(guò)的printf函數(shù)原型,它的參數(shù)中就有固定參數(shù)format和可變參數(shù)(用”…”表示). 而我們又可以用各種方式來(lái)調(diào)用printf,如:
printf("%d",value);
printf("%s",str);
printf("the number is %d ,string is:%s", value, str);
二.實(shí)現(xiàn)原理
C 語(yǔ)言用宏來(lái)處理這些可變參數(shù)。這些宏看起來(lái)很復(fù)雜,其實(shí)原理挺簡(jiǎn)單,就是根據(jù)參數(shù)入棧的特點(diǎn)從最靠近第一個(gè)可變參數(shù)的固定參數(shù)開始,依次獲取每個(gè)可變參數(shù) 的地址。下面我們來(lái)分析這些宏。在VC中的stdarg.h頭文件中,針對(duì)不同平臺(tái)有不同的宏定義,我們選取X86平臺(tái)下的宏定義:
typedef char *va_list;
/*把va_list被定義成char*,這是因?yàn)樵谖覀兡壳八玫?/span>PC機(jī)上,字符指針類型可以用來(lái)存儲(chǔ)內(nèi)存單元地址。而在有的機(jī)器上va_list是被定義成void*的*/
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
/*_INTSIZEOF (n)宏是為了考慮那些內(nèi)存地址需要對(duì)齊的系統(tǒng),從宏的名字來(lái)應(yīng)該是跟sizeof(int)對(duì)齊。一般的sizeof(int)=4,也就是參數(shù)在內(nèi)存 中的地址都為4的倍數(shù)。比如,如果sizeof(n)在1-4之間,那么_INTSIZEOF(n)=4;如果sizeof(n)在5-8之間,那么 _INTSIZEOF(n)=8。*/
#define va_start(ap,v)( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
/*va_start 的定義為 &v+_INTSIZEOF(v) ,這里&v是最后一個(gè)固定參數(shù)的起始地址,再加上其實(shí)際占用大小后,就得到了第一個(gè)可變參數(shù)的起始內(nèi)存地址。所以我們運(yùn)行va_start (ap, v)以后,ap指向第一個(gè)可變參數(shù)在的內(nèi)存地址*/
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
/*這個(gè)宏做了兩個(gè)事情,
①用用戶輸入的類型名對(duì)參數(shù)地址進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換,得到用戶所需要的值
②計(jì)算出本參數(shù)的實(shí)際大小,將指針調(diào)到本參數(shù)的結(jié)尾,也就是下一個(gè)參數(shù)的首地址,以便后續(xù)處理。*/
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
/*x86 平臺(tái)定義為ap=(char*)0;使ap不再 指向堆棧,而是跟NULL一樣.有些直接定義為((void*)0),這樣編譯器不會(huì)為va_end產(chǎn)生代碼,例如gcc在linux的x86平臺(tái)就是這 樣定義的. 在這里大家要注意一個(gè)問題:由于參數(shù)的地址用于va_start宏,所以參數(shù)不能聲明為寄存器變量或作為函數(shù)或數(shù)組類型. */
以下再用圖來(lái)表示:
在VC等絕大多數(shù)C編譯器中,默認(rèn)情況下,參數(shù)進(jìn)棧的順序是由右向左的,因此,參數(shù)進(jìn)棧以后的內(nèi)存模型如下圖所示:最后一個(gè)固定參數(shù)的地址位于第一個(gè)可變參數(shù)之下,并且是連續(xù)存儲(chǔ)的。
|——————————————————————————|
|最后一個(gè)可變參數(shù) | ->高內(nèi)存地址處
|——————————————————————————|
...................
|——————————————————————————|
|第N個(gè)可變參數(shù) | ->va_arg(arg_ptr,int)后arg_ptr所指的地方,
| | 即第N個(gè)可變參數(shù)的地址。
|——————————————— |
………………………….
|——————————————————————————|
|第一個(gè)可變參數(shù) | ->va_start(arg_ptr,start)后arg_ptr所指的地方
| | 即第一個(gè)可變參數(shù)的地址
|——————————————— |
|———————————————————————— ——|
| |
|最后一個(gè)固定參數(shù) | -> start的起始地址
|—————————————— —| .................
|—————————————————————————— |
| |
|——————————————— |-> 低內(nèi)存地址處
三.printf研究
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的printf函數(shù)的實(shí)現(xiàn),參考了中的156頁(yè)的例子,讀者可以結(jié)合書上的代碼與本文參照。
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
void myprintf(char* fmt, ...) //一個(gè)簡(jiǎn)單的類似于printf的實(shí)現(xiàn),//參數(shù)必須都是int 類型
{
char* pArg=NULL; //等價(jià)于原來(lái)的va_list
char c;
pArg = (char*) &fmt; //注意不要寫成p = fmt !!因?yàn)檫@里要對(duì)//參數(shù)取址,而不是取值
pArg += sizeof(fmt); //等價(jià)于原來(lái)的va_start
do
{
c =*fmt;
if (c != '%')
{
putchar(c); //照原樣輸出字符
}
else
{
//按格式字符輸出數(shù)據(jù)
switch(*++fmt)
{
case 'd':
printf("%d",*((int*)pArg));
break;
case 'x':
printf("%#x",*((int*)pArg));
break;
default:
break;
}
pArg += sizeof(int); //等價(jià)于原來(lái)的va_arg
}
++fmt;
}while (*fmt != '\0');
pArg = NULL; //等價(jià)于va_end
return;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int i = 1234;
int j = 5678;
myprintf("the first test:i=%d",i,j);
myprintf("the secend test:i=%d; %x;j=%d;",i,0xabcd,j);
system("pause");
return 0;
}
在intel+win2k+vc6的機(jī)器執(zhí)行結(jié)果如下:
the first test:i=1234
the secend test:i=1234; 0xabcd;j=5678;
四.應(yīng)用
求最大值:
#include //不定數(shù)目參數(shù)需要的宏
int max(int n,int num,...)
{
va_list x;//說(shuō)明變量x
va_start(x,num);//x被初始化為指向num后的第一個(gè)參數(shù)
int m=num;
for(int i=1;i {
//將變量x所指向的int類型的值賦給y,同時(shí)使x指向下一個(gè)參數(shù)
int y=va_arg(x,int);
if(y>m)m=y;
}
va_end(x);//清除變量x
return m;
}
main()
{
printf("%d,%d",max(3,5,56),max(6,0,4,32,45,533));
}
本文轉(zhuǎn)載自網(wǎng)上,本來(lái)是要注明出處的,結(jié)果別人也都是轉(zhuǎn)載的,呵呵。不過(guò)此文講的很不錯(cuò),很清楚,特別是把可變參數(shù)實(shí)現(xiàn)的那幾個(gè)宏!偶也是沖著這幾個(gè)宏去的。
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
這個(gè)宏,一開始我就是想不明白!不知道是老了,還是笨了,或者是生銹了。想了好一會(huì)還是沒搞明白,不過(guò)看了一下本文的分析,一下子就明白了,那是相當(dāng)?shù)幕腥淮笪虬 ?/span>
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
這個(gè)宏,一開始也是沒有明白。多看了好幾遍才發(fā)現(xiàn)了奧秘所在啊,為什么要加一個(gè),然后再減一個(gè)呢?因?yàn)榈谝粋€(gè)加直接加到ap上去了,而后一個(gè)減只是減了一下括號(hào)內(nèi)的值,也就是當(dāng)前值了。
宏真是厲害啊!或者說(shuō)它應(yīng)用真廣!這不禁讓我想起以前看過(guò)的宏,怎么判斷是win還是linux平臺(tái)的,怎么判斷是32位的還是64位的。宏是一門學(xué)問啊。
本文的另一大優(yōu)點(diǎn)是,有非常簡(jiǎn)單的例子,看了就懂。恩。看了保管你就會(huì)用了。不過(guò)這年頭指針也是個(gè)好東西啊,需要什么,傳個(gè)指針就是傳了一切想要的東西啊,只要讓指針指向你需要的東西,可以是任意多的參數(shù)(不過(guò)這樣子的話,具體到哪個(gè)參數(shù)結(jié)束就要我們自己來(lái)定了,不像這里,所有的參數(shù)都已經(jīng)壓棧了,編譯器可以幫我們決定具體有多少個(gè)參數(shù),到什么時(shí)候結(jié)束)。
Have fun.