一、为什么要使用可变参数的函数?
一般我们编程的时候,函数中形式参数的数目通常是确定的,在调用时要依次给出与形式参数对应的所有实际参数。但在某些情况下希望函数的参数个数可以根据需要确定,因此c语言引入可变参数函数。这也是c功能强大的一个方面,其它某些语言,比如fortran就没有这个功能。
典型的可变参数函数的例子有大家熟悉的printf()、scanf()等。
二、c/c++如何实现可变参数的函数?
为了支持可变参数函数,C语言引入新的调用协议, 即C语言调用约定 __cdecl . 采用C/C++语言编程的时候,默认使用这个调用约定。如果要采用其它调用约定,必须添加其它关键字声明,例如WIN32 API使用PASCAL调用约定,函数名字之前必须加__stdcall关键字。
采用C调用约定时,函数的参数是从右到左入栈,个数可变。由于函数体不能预先知道传进来的参数个数,因此采用本约定时必须由函数调用者负责堆栈清理。举个例子:
//C调用约定函数
int __cdecl Add(int a, int b)
{
return (a + b);
}
函数调用:
Add(1, 2);
//汇编代码是:
push 2 ;参数b入栈
push 1 ;参数a入栈
call @Add ;调用函数。其实还有编译器用于定位函数的表达式这里把它省略了
add esp,8 ;调用者负责清栈
如果调用函数的时候使用的调用协议和函数原型中声明的不一致,就会导致栈错误,这是另外一个话题,这里不再细说。
另外c/c++编译器采用宏的形式支持可变参数函数。这些宏包括va_start、va_arg和va_end等。之所以这么做,是为了增加程序的可移植性。屏蔽不同的硬件平台造成的差异。
支持可变参数函数的所有宏都定义在stdarg.h 和 varargs.h中。例如标准ANSI形式下,这些宏的定义是:
typedef char * va_list; //字符串指针
#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 )
使用宏_INTSIZEOF是为了按照整数字节对齐指针,因为c调用协议下面,参数入栈都是整数字节(指针或者值)。
三、如何定义这类的函数。
可变参数函数在不同的系统下,采用不同的形式定义。
1、用ANSI标准形式时,参数个数可变的函数的原型声明是:
type funcname(type para1, type para2, ……);
关于这个定义,有三点需要说明:
一般来说,这种形式至少需要一个普通的形式参数,可变参数就是通过三个'.'来定义的。所以"……"不表示省略,而是函数原型的一部分。type是函数返回值和形式参数的类型。
例如:
int MyPrintf(char const* fmt, ……);
但是,我们也可以这样定义函数:
void MyFunc(……);
但是,这样的话,我们就无法使用函数的参数了,因为无法通过上面所讲的宏来提取每个参数。所以除非你的函数代码中的确没有用到参数表中的任何参数,否则必须在参数表中使用至少一个普通参数。
注意,可变参数只能位于函数参数表的最后。不能这样:
void MyFunc(……, int i);
2、采用与UNIX 兼容系统下的声明方式时,参数个数可变的函数原型是:
type funcname(va_alist);
但是要求函数实现的时候,函数名字后面必须加上va_dcl.例如:
#i nclude
int average( va_list );
void main( void )
{
。。。//代码
}
/* UNIX兼容形式*/
int average( va_alist )
va_dcl
{
。。。//代码
}
这种形式不需要提供任何普通的形式参数。type是函数返回值的类型。va_dcl是对函数原型声明中参数va_alist的详细声明,实际是一个宏定义。根据平台的不同,va_dcl的定义稍有不同。
在varargs.h中,va_dcl的定义后面已经包括了一个分号。因此函数实现的时候,va_dcl后不再需要加上分号了。
3、采用头文件stdarg.h编写的程序是符合ANSI标准的,可以在各种操作系统和硬件上运行;而采用头文件varargs.h的方式仅仅是为了与以前的程序兼容,两种方式的基本原理是一致的,只是在语法形式上有一些细微的区别。 所以一般编程的时候使用stdarg.h.下面的所有例子代码都采用ANSI标准格式。
四、可变参数函数的基本使用方法
下面通过若干例子,说明如何实现可变参数函数的定义和调用。
//================================ 例子程序1 ===============
#i nclude < stdio.h >
#i nclude < string.h >
#i nclude < stdarg.h >
/* 函数原型声明,至少需要一个确定的参数,注意括号内的省略号 */
int demo( char *, ... );
void main( void )
{
demo( "DEMO", "This", "is", "a", "demo!", "\0");
}
int demo( char *msg, ... )
{
va_list argp; /* 定义保存函数参数的结构 */
int argno = 0; /* 纪录参数个数 */
char *para; /* 存放取出的字符串参数 */
// 使用宏va_start, 使argp指向传入的第一个可选参数,
// 注意 msg是参数表中最后一个确定的参数,并非参数表中第一个参数
va_start( argp, msg );
while (1)
{
//取出当前的参数,类型为char *
//如果不给出正确的类型,将得到错误的参数
para = va_arg( argp, char *);
if ( strcmp( para, "\0") == 0 ) /* 采用空串指示参数输入结束 */
break;
printf( "参数 #%d 是: %s\n", argno, para);
argno++;
}
va_end( argp ); /* 将argp置为NULL */
return 0;
}
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