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分类: C/C++

2009-09-17 20:21:22

1.  
2.  http://blog.csdn.net/wzwind/archive/2007/06/26/1666518.aspx


可变参数表的用法


  1、相关宏

  标准C/C++包含头文件stdarg.h,该头文件中定义了如下三个宏:

void va_start ( va_list arg_ptr, prev_param ); /* ANSI version */
type va_arg ( va_list arg_ptr, type );
void va_end ( va_list arg_ptr );

   在这些宏中,va就是variable argument(可变参数)的意思;arg_ptr是指向可变参数表的指针;prev_param则指可变参数表的前一个固定参数;type为可变参数 的类型。va_list也是一个宏,其定义为typedef char * va_list,实质上是一char型指针。char型指针的特点是++、--操作对其作用的结果是增1和减1(因为sizeof(char)为1),与 之不同的是int等其它类型指针的++、--操作对其作用的结果是增sizeof(type)或减sizeof(type),而且 sizeof(type)大于1。

  通过va_start宏我们可以取得可变参数表的首指针,这个宏的定义为:

#define va_start ( ap, v ) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )

  显而易见,其含义为将最后那个固定参数的地址加上可变参数对其的偏移后赋值给ap,这样ap就是可变参数表的首地址。其中的_INTSIZEOF宏定义为:

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

  va_arg宏的意思则指取出当前arg_ptr所指的可变参数并将ap指针指向下一可变参数,其原型为:

#define va_arg(list, mode) ((mode *)(list =\
(char *) ((((int)list + (__builtin_alignof(mode)<=4?3:7)) &\
(__builtin_alignof(mode)<=4?-4:-8))+sizeof(mode))))[-1]

  对这个宏的具体含义我们将在后面深入讨论。

  而va_end宏被用来结束可变参数的获取,其定义为:

#define va_end ( list )

  可以看出,va_end ( list )实际上被定义为空,没有任何真实对应的代码,用于代码对称,与va_start对应;另外,它还可能发挥代码的"自注释"作用。所谓代码的"自注释",指的是代码能自己注释自己。


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C中的可变参数研究  
   
  一.   何谓可变参数  
  int   printf(   const   char*   format,   ...);    
  这是使用过C语言的人所再熟悉不过的printf函数原型,它的参数中就有固定参数format和可变参数(用”…”表示).   而我们又可以用各种方式来调用printf,如:  
  printf("%d",value);    
  printf("%s",str);    
  printf("the   number   is   %d   ,string   is:%s",   value,   str);  
  二.实现原理  
  C语言用宏来处理这些可变参数。这些宏看起来很复杂,其实原理挺简单,就是根据参数入栈的特点从最靠近第一个可变参数的固定参数开始,依次获取每个可变参 数的地址。下面我们来分析这些宏。在VC中的stdarg.h头文件中,针对不同平台有不同的宏定义,我们选取X86平台下的宏定义:  
  typedef   char   *va_list;    
  /*把va_list被定义成char*,这是因为在我们目前所用的PC机上,字符指针类型可以用来存储内存单元地址。而在有的机器上va_list是被定义成void*的*/  
  #define   _INTSIZEOF(n)   (   (sizeof(n)   +   sizeof(int)   -   1)   &   ~(sizeof(int)   -   1)   )  
  /*_INTSIZEOF(n)宏是为了考虑那些内存地址需要对齐的系统,从宏的名字来应该是跟sizeof(int)对齐。一般的 sizeof(int)=4,也就是参数在内存中的地址都为4的倍数。比如,如果sizeof(n)在1-4之间,那么_INTSIZEOF(n)=4; 如果sizeof(n)在5-8之间,那么_INTSIZEOF(n)=8。*/  
  #define   va_start(ap,v)(   ap   =   (va_list)&v   +   _INTSIZEOF(v)   )  
  /*va_start的定义为   &v+_INTSIZEOF(v)   ,这里&v是最后一个固定参数的起始地址,再加上其实际占用大小后,就得到了第一个可变参数的起始内存地址。所以我们运行 va_start(ap,   v)以后,ap指向第一个可变参数在的内存地址*/  
  #define   va_arg(ap,t)   (   *(t   *)((ap   +=   _INTSIZEOF(t))   -   _INTSIZEOF(t))   )  
  /*这个宏做了两个事情,  
  ①用用户输入的类型名对参数地址进行强制类型转换,得到用户所需要的值  
  ②计算出本参数的实际大小,将指针调到本参数的结尾,也就是下一个参数的首地址,以便后续处理。*/  
    #define   va_end(ap)   (   ap   =   (va_list)0   )    
  /*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.   在这里大家要注意一个问题: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.   */  
   
  以下再用图来表示:  
   
  在VC等绝大多数C编译器中,默认情况下,参数进栈的顺序是由右向左的,因此,参数进栈以后的内存模型如下图所示:最后一个固定参数的地址位于第一个可变参数之下,并且是连续存储的。  
  |——————————————————————————|  
  |最后一个可变参数   |   ->高内存地址处  
  |——————————————————————————|  
  ...................  
  |——————————————————————————|  
  |第N个可变参数   |   ->va_arg(arg_ptr,int)后arg_ptr所指的地方,  
  |   |   即第N个可变参数的地址。  
  |———————————————   |    
  ………………………….  
  |——————————————————————————|  
  |第一个可变参数   |   ->va_start(arg_ptr,start)后arg_ptr所指的地方  
  |   |   即第一个可变参数的地址  
  |———————————————   |    
  |————————————————————————   ——|  
  |   |  
  |最后一个固定参数   |   ->   start的起始地址  
  |——————————————   —|   .................  
  |——————————————————————————   |  
  |   |  
  |———————————————   |->   低内存地址处  
   
  三.printf研究  
   
  下面是一个简单的printf函数的实现,参考了中的156页的例子,读者可以结合书上的代码与本文参照。  
  #include   "stdio.h"  
  #include   "stdlib.h"  
  void   myprintf(char*   fmt,   ...)   //一个简单的类似于printf的实现,//参数必须都是int   类型  
  {    
  char*   pArg=NULL;   //等价于原来的va_list    
  char   c;  
   
  pArg   =   (char*)   &fmt;   //注意不要写成p   =   fmt   !!因为这里要对//参数取址,而不是取值  
  pArg   +=   sizeof(fmt);   //等价于原来的va_start    
   
  do  
  {  
  c   =*fmt;  
  if   (c   !=   '%')  
  {  
  putchar(c);   //照原样输出字符  
  }  
  else  
  {  
  //按格式字符输出数据  
  switch(*++fmt)    
  {  
  case   'd':  
  printf("%d",*((int*)pArg));    
  break;  
  case   'x':  
  printf("%#x",*((int*)pArg));  
  break;  
  default:  
  break;  
  }    
  pArg   +=   sizeof(int);   //等价于原来的va_arg  
  }  
  ++fmt;  
  }while   (*fmt   !=   '\0');    
  pArg   =   NULL;   //等价于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的机器执行结果如下:  
  the   first   test:i=1234  
  the   secend   test:i=1234;   0xabcd;j=5678;  
   
  四.应用  
  求最大值:  
  #include   //不定数目参数需要的宏  
  int   max(int   n,int   num,...)  
  {  
  va_list   x;//说明变量x  
  va_start(x,num);//x被初始化为指向num后的第一个参数  
  int   m=num;  
  for(int   i=1;i   {  
  //将变量x所指向的int类型的值赋给y,同时使x指向下一个参数  
  int   y=va_arg(x,int);  
  if(y>m)m=y;  
  }  
  va_end(x);//清除变量x  
  return   m;  
  }  
  main()  
  {  
  printf("%d,%d",max(3,5,56),max(6,0,4,32,45,533));  
  }  

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