快捷導(dǎo)航

C/C++可變參數(shù)的使用

更新時(shí)間：2013年09月14日 10:01:05 作者：

可變參數(shù)的使用方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止以下幾種，不過在C,C++中使用可變參數(shù)時(shí)要小心，在使用printf()等函數(shù)時(shí)傳入的參數(shù)個(gè)數(shù)一定不能比前面的格式化字符串中的’%’符號(hào)個(gè)數(shù)少，否則會(huì)產(chǎn)生訪問越界，運(yùn)氣不好的話還會(huì)導(dǎo)致程序崩潰

可變參數(shù)即表示參數(shù)個(gè)數(shù)可以變化，可多可少，也表示參數(shù)的類型也可以變化，可以是int，double還可以是char*，類，結(jié)構(gòu)體等等?？勺儏?shù)是實(shí)現(xiàn)printf()，sprintf()等函數(shù)的關(guān)鍵之處，也可以用可變參數(shù)來對(duì)任意數(shù)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行求和，求平均值帶來方便（不然就用數(shù)組或每種寫個(gè)重載）。在C#中有專門的關(guān)鍵字parame，但在C,C++并沒有類似的語法，不過幸好提供這方面的處理函數(shù)，本文將重點(diǎn)介紹如何使用這些函數(shù)。

第一步可變參數(shù)表示
用三個(gè)點(diǎn)…來表示，查看printf()函數(shù)和scanf()函數(shù)的聲明：
int printf(const char *, ...);
int scanf(const char *, ...);
這三個(gè)點(diǎn)用在宏中就是變參宏（Variadic Macros），默認(rèn)名稱為__VA_ARGS__。如：
#define WriteLine(...) { printf(__VA_ARGS__); putchar('\n');}
再WriteLine("MoreWindows");
考慮下printf()的返回值是表示輸出的字節(jié)數(shù)。將上面宏改成：
#define WriteLine (...) printf(__VA_ARGS__) + (putchar('\n') != EOF ? 1: 0);
這樣就可以得到WriteLine宏的返回值了，它將返回輸出的字節(jié)數(shù)，包括最后的'\n'。如下例所示i和j都將輸出12。

復(fù)制代碼代碼如下:

       int i = WriteLine("MoreWindows");
       WriteLine("%d", i);
       int j = printf("%s\n", "MoreWindows");
       WriteLine("%d", j);

第二步如何處理va_list類型
函數(shù)內(nèi)部對(duì)可變參數(shù)都用va_list及與它相關(guān)的三個(gè)宏來處理，這是實(shí)現(xiàn)變參參數(shù)的關(guān)鍵之處。

在<stdarg.h>中可以找到va_list的定義：
typedef char * va_list;
再介紹與它關(guān)系密切的三個(gè)宏要介紹下：va_start()，va_end()和va_arg()。

同樣在<stdarg.h>中可以找到這三個(gè)宏的定義：
#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )

其中用到的_INTSIZEOF宏定義如下：
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )

來分析這四個(gè)宏：
va_end(ap)這個(gè)最簡(jiǎn)單，就是將指針置成NULL。
va_start(ap,v)中ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v)先是取v的地址，再加上_INTSIZEOF(v)。_INTSIZEOF(v)就有點(diǎn)小復(fù)雜了。( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )全是位操作，看起來有點(diǎn)麻煩，其實(shí)不然，非常簡(jiǎn)單的，就是取整到sizeof(int)。比如sizeof(int)為4，1,2,3,4就取4，5,6,7,8就取8。對(duì)x向n取整用C語言的算術(shù)表達(dá)就是((x+n-1)/n)*n，當(dāng)n為2的冪時(shí)可以將最后二步運(yùn)算換成位操作——將最低 n - 1個(gè)二進(jìn)制位清 0就可以了。
va_arg(ap,t)就是從ap中取出類型為t的數(shù)據(jù)，并將指針相應(yīng)后移。如va_arg(ap, int)就表示取出一個(gè)int數(shù)據(jù)并將指針向移四個(gè)字節(jié)。

因此在函數(shù)中先用va_start()得到變參的起始地址，再用va_arg()一個(gè)一個(gè)取值，最后再用va_end()收尾就可以解析可變參數(shù)了。

第三步 vfprintf()函數(shù)和vsprintf()函數(shù)
vfprintf()這個(gè)函數(shù)很重要，光從名字上看就知道它與經(jīng)常使用的printf()函數(shù)有很大的關(guān)聯(lián)。它有多個(gè)重載版本，這里講解最常用的一種：

函數(shù)原型

復(fù)制代碼代碼如下:

int vfprintf(
   FILE *stream,
   const char *format,
   va_list argptr
);

第一個(gè) 參數(shù)為一個(gè)FILE指針。FILE結(jié)構(gòu)在C語言的讀寫文件必不可少。要對(duì)屏幕輸出傳入stdout。
第二個(gè) 參數(shù)指定輸出的格式。
第三個(gè) 參數(shù)是va_list類型，這個(gè)少見，但其實(shí)就是一個(gè)char*表示可變參參數(shù)的起始地址。
返回值：成功返回輸出的字節(jié)數(shù)（不包括最后的'\0'），失敗返回-1。

vsprintf()與上面函數(shù)類似，就只列出函數(shù)原型了：

復(fù)制代碼代碼如下:

int vsprintf(
   char *buffer,
   const char *format,
   va_list argptr
);

還有一個(gè)int _vscprintf(const char *format, va_list argptr );可以用來計(jì)算vsprintf()函數(shù)中的buffer字符串要多少字節(jié)的空間。

代碼范例
下面就給出了自己實(shí)現(xiàn)的printf()函數(shù)(注1)與WriteLine()函數(shù)

復(fù)制代碼代碼如下:

int Printf(char *pszFormat, ...) 
{
       va_list   pArgList;

       va_start(pArgList, pszFormat);
       int nByteWrite = vfprintf(stdout, pszFormat, pArgList);
       va_end(pArgList);

       return nByteWrite;
}

int WriteLine(char *pszFormat, ...)
{
       va_list   pArgList;

       va_start(pArgList, pszFormat);
       int nByteWrite = vfprintf(stdout, pszFormat, pArgList);
       if (nByteWrite != -1)
              putchar('\n'); //注2
       va_end(pArgList);

       return (nByteWrite == -1 ? -1 : nByteWrite + 1);
}

調(diào)用與printf()函數(shù)相同。
再給出一個(gè)用可變參數(shù)來求和，遺憾的在C,C++中無法確定傳入的可變參數(shù)的個(gè)數(shù)（printf()中是通過掃描'%'個(gè)數(shù)來確實(shí)參數(shù)的個(gè)數(shù)的），因此要么就要指定個(gè)數(shù)，要么在參數(shù)的最后要設(shè)置哨兵數(shù)值：
設(shè)置哨兵數(shù)值：

復(fù)制代碼代碼如下:

const int GUARDNUMBER = 0; //哨兵標(biāo)識(shí)
//變參參數(shù)的個(gè)數(shù)無法確定，在printf()中是通過掃描'%'個(gè)數(shù)，在這通過設(shè)置哨兵標(biāo)識(shí)來確定變參參數(shù)的終止
int MySum(int i, ...)
{
       int sum = i;
       va_list argptr;

       va_start(argptr, i);
       while ((i = va_arg(argptr, int)) != GUARDNUMBER)
              sum += i;
       va_end(argptr);

       return sum;
}

可以這樣的調(diào)用： printf("%d\n", MySum(1, 3, 5, 7, 9, 0));
但不可以直接傳入一個(gè)0： printf("%d\n", MySum(0)); //error
指定個(gè)數(shù)：

復(fù)制代碼代碼如下:

int MySum(int nCount, ...)
{
       if (nCount <= 0)
              return 0;

       int sum = 0;
       va_list argptr;

       va_start(argptr, nCount);
       for (int i = 0; i < nCount; i++)
              sum += va_arg(argptr, int);
       va_end(argptr);

       return sum;
}

調(diào)用時(shí)第一個(gè)參數(shù)表示后面參數(shù)的個(gè)數(shù)如：

復(fù)制代碼代碼如下:

       printf("%d\n", MySum(5, 1, 3, 5, 7, 9));
       printf("%d\n", MySum(0));

代碼所用的頭文件：
#include <stdarg.h>
#include <stdio.h>

可變參數(shù)的使用方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上述幾種，不過在C,C++中使用可變參數(shù)時(shí)要小心，在使用printf()等函數(shù)時(shí)傳入的參數(shù)個(gè)數(shù)一定不能比前面的格式化字符串中的'%'符號(hào)個(gè)數(shù)少，否則會(huì)產(chǎn)生訪問越界，運(yùn)氣不好的話還會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。

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