我們在c語言程式設計中會遇到一些引數個數可變的函式,例如printf()這個函式,這裡將介紹可變函式的寫法以及原理.
一般在除錯列印debug 資訊的時候, 需要可變引數的巨集. 從c99開始可以使編譯器標準支援可變引數巨集(variadic macros), 另外gcc 也支援可變引數巨集, 但是兩種在細節上可能存在區別.
1. __va_args__
__va_args__ 將"..." 傳遞給巨集.如
#define debug(format, ...) fprintf(stderr, fmt, __va_args__)
在gcc中也支援這類表示, 但是在g++ 中不支援這個表示.
2. gcc 的複雜巨集
gcc使用一種不同的語法從而可以使你可以給可變引數乙個名字，如同其它引數一樣。
#define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)
這和上面舉的那個定義的巨集例子是完全一樣的，但是這麼寫可讀性更強並且更容易進行描述。
3. ##__va_args__
上面兩個定義的巨集, 如果出現debug("a message") 的時候, 由於巨集展開後有個多餘的逗號, 所以將導致編譯錯誤. 為了解決這個問題，cpp使用乙個特殊的『##』操作。
#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __va_args__)
這裡，如果可變引數被忽略或為空，『##』操作將使預處理器（preprocessor）去除掉它前面的那個逗號。如果你在巨集呼叫時，確實提供了一些可變引數，gnu cpp也會工作正常，它會把這些可變引數放到逗號的後面。
4. 其他方法
一種流行的技巧是用乙個單獨的用括弧括起來的的 "引數" 定義和呼叫巨集, 引數在巨集擴充套件的時候成為類似 printf() 那樣的函式的整個引數列表。
#define debug(args) (printf("debug: "), printf(args))
寫可變引數的c函式要在程式中用到以下這些巨集:
void va_start( va_list arg_ptr, prev_param )
type va_arg( va_list arg_ptr, type )
void va_end( va_list arg_ptr )
va在這裡是variable-argument(可變引數)的意思,這些巨集定義在stdarg.h中.下面我們寫乙個簡單的可變引數的函式,該函式至少有乙個整數引數,第二個引數也是整數,是可選的.函式只是列印這兩個引數的值.
[cpp]view plain
copy
void ******_va_fun(int i, ...)
在程式中可以這樣呼叫:
[cpp]view plain
copy
******_va_fun(100);
******_va_fun(100,200);
從這個函式的實現可以看到,使用可變引數應該有以下步驟:
1)首先在函式裡定義乙個va_list型的變數,這裡是arg_ptr,這個變數是指向引數的指標.
2)然後用va_start巨集初始化變數arg_ptr,這個巨集的第二個引數是第乙個可變引數的前乙個引數,是乙個固定的引數.
3)然後用va_arg返回可變的引數,並賦值給整數j. va_arg的第二個引數是你要返回的引數的型別,這裡是int型.
4)最後用va_end巨集結束可變引數的獲取.然後你就可以在函式裡使用第二個引數了.如果函式有多個可變引數的,依次呼叫va_arg獲取各個引數.
如果我們用下面三種方法呼叫的話,都是合法的,但結果卻不一樣:
1)******_va_fun(100);
結果是:100 -123456789(會變的值)
2)******_va_fun(100,200);
結果是:100 200
3)******_va_fun(100,200,300);
結果是:100 200
我們看到第一種呼叫有錯誤,第二種呼叫正確,第三種呼叫儘管結果正確,但和我們函式最初的設計有衝突.下面一節我們**出現這些結果的原因和可變引數在編譯器中是如何處理的.
va_start,va_arg,va_end是在stdarg.h中被定義成巨集的,由於硬體平台的不同,編譯器的不同,所以定義的巨集也有所不同,下面以vc++中stdarg.h裡x86平台的巨集定義摘錄如下:
[cpp]view plain
copy
typedef
char * va_list;
#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 )
定義_intsizeof(n)主要是為了記憶體對齊,c語言的函式是從右向左壓入堆疊的(設資料進棧方向為從高位址向低位址發展,即首先壓入的資料在高位址). 下圖是函式的引數在堆疊中的分布位置:
低位址 |-----------------------------|<-- &v
|第n-1個引數(最後乙個固定引數)|
|-----------------------------|<--va_start後ap指向
|第n個引數(第乙個可變引數) |
|-----------------------------|
|....... |
|-----------------------------|
|函式返回位址 |
高位址 |-----------------------------|
1. va_list 被定義為char *
2. va_start 將位址ap定義為 &v+_intsizeof(v),而&v是固定引數在堆疊的位址,所以va_start(ap, v)以後,ap指向第乙個可變引數在堆疊的位址
3. va_arg 取得型別t的可變引數值,以int型為例,va_arg取int型的返回值:
j= ( *(int*)((ap += _intsizeof(int))-_intsizeof(int)) );
4. va_end 使ap不再指向堆疊,而是跟null一樣.這樣編譯器不會為va_end產生**.
在不同的作業系統和硬體平台的定義有些不同,但原理卻是相似的.
對於可變引數的函式,因為va_start, va_arg, va_end等定義成巨集,所以它顯得很愚蠢,可變引數的型別和個數需要在該函式中由程式**控制;另外,編譯器對可變引數的函式的原型檢查不夠嚴格,對程式設計查錯不利.
所以我們寫乙個可變函式的c函式時,有利也有弊,所以在不必要的場合,無需用到可變引數.如果在c++裡,我們應該利用c++的多型性來實現可變引數的功能,盡量避免用c語言的方式來實現.
[cpp]view plain
copy
#define debug(format, ...) fprintf(stderr, fmt, __va_args__)
#define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)
#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __va_args__)
// 使用va... 實現
[cpp]view plain
copy
void debug(const
char *fmt, ...)
可變引數巨集
在 gnu c 中，巨集可以接受可變數目的引數，就象函式一樣，例如 define pr debug fmt,arg.printk kern debug fmt,arg 用可變引數巨集 variadicmacros 傳遞可變參數列 你可能很熟悉在函式中使用可變參數列，如 void printf con...
可變引數巨集
參考各可變引數的部落格，才寫出現在的部落格，有不準確之處，還望指出。1.先看些標準c中printf函式原型 標準c就支援可變引數巨集，也就意味著函式的引數是不固定的，例如printf 函式的原型為 int printf const char format,在gnu c中，巨集也可以接受可變數目的引數...
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