可变参数列表源码的剖析

在某些情况下我们希望函数参数的个数可以根据实际需要来定,所以C语言中就提供了一种长度不确定的参数,形如:“…”,C++语言也继承了这一语言特性。在采用ANSI标准形式时,参数个数可变的函数的原型是:

type func name(typepara1,typepara2,…);

这种形式至少需要一个普通的形式参数,后面的省略号(…)不能省去,它是函数原型必不可少的一部分。典型的例子有大家熟悉的printf()、scanf()函数。

下面我们以print函数为例,如下所示的就是printf()的原型:

int printf( const char* format , [argument] … );
一丶printf功能:
printf函数是格式化输出函数,一般用于向标准输出设备按规定格式输出信息。
二丶利用可变参数列表模拟实现printf:
1.分析printf函数

printf(“Hello bit!\n”);
printf(“%s”,”Welcome to my bolg\n”);
printf(“hell%c\n”,’o’);

我们发现,printf函数的参数是不确定的,传参的地方必须使用其他东西

2.解决方法
利用stdarg宏来解决可变参数问题
头文件:stdarg.h

va_list;

type va_arg( va_list arg_ptr, type );

void va_end( va_list arg_ptr );

void va_start( va_list arg_ptr, prev_param ); 

也许这些已经为大家所熟知,但是可变参数的实现原理却是C语言中比较难理解的一部分。
在标准C语言中定义了一个头文件#include<stdarg.h>中,专门用来对付可变参数列表,其
中,包含了一个…va_list…的typedef声明和一组宏定义va_start、va_arg、va_end,如下所示:
Vs2013中的stdarg.h
这里写图片描述
这里写图片描述
说明:
va_list 是用宏定义的标识符,是指向字符类型的指针
va_start(ap,v) 取出va_list 定义的变量的地址,并加上可变元素的数目
va_arg(ap,t) 每次取指针指向的内容,并在宏的内部将指针后移
va_end(ap) 将原指针指向空,以防止野指针的出现

定义_INTSIZEOF(n)是为了使系统内存对齐;va_start(ap,v)使ap指向第一个可变参数在堆栈中的地址,va_arg(ap,t)使ap指向下一个可变参数的堆栈地址,并用*取得该地址的内容;最后变参获取完毕,通过va_end(ap)让ap不再指向堆栈。

三丶print函数实用

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdarg.h>
void print(char* val, ...){
    char*c = NULL;
    va_list arg;
    va_start(arg, val);
    while (*val != '\0'){            //val指向“val,s ccc”
        if (*val == 'c'){
            putchar(va_arg(arg, char));
        }
        else if (*val == 's'){
            puts(va_arg(arg, char*));
        }
        else
            putchar(*val);
        ++val;
    }
    va_end(arg);
}
int main(){
    print("s ccc \n", "hello", 'b', 'i', 't',100);
    system("pause");
    return 0;
}

可变参数使用注意:

由于将va_start、va_arg、va_end定义成了宏,可变参数的类型和个数在该函数中完全由程序代码控制,并不能智能地进行识别,所以导致编译器对可变参数的函数原型检查不够严格,难于查错,不利于写出高质量的代码。

参数个数可变具有很多的优点,为程序员带来了很多的方便,但是上面C风格的可变参数却存在着如下的缺点:
(1)缺乏类型检查,类型安全性无从谈起。“省略号的本质是告诉编译器‘关闭所有检查,从此由我接管,启动reinterpret_cast’”,强制将某个类型对象的内存表示重新解释成另外一种对象类型,这是违反“类型安全性”的,是大忌。
(2)因为禁用了语言类型检查功能,所以在调用时必须通过其他方式告诉函数所传递参数的类型,以及参数个
数,就像很多人熟知的printf()函数中的格式字符串char*format。这种方式需要手动协调,既易出错,又不安
全,上面的代码片段已经充分说明了这一点。
(3)不支持自定义数据类型。自定义数据类型在C++中占有较重的地位,但是长参数只能传递基本的内置类型。

可变参数总结:

编译器对可变参数函数的原型检查不够严格,所以容易引起问题,难于查错,不利于写出高质量的代码。所以应当尽量避免使用C语言方式的可变参数设计。

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