C語(yǔ)言可變參數(shù)函數(shù)的使用方法講解
本文主要介紹可變參數(shù)的函數(shù)使用，然后分析它的原理，程序員自己如何對(duì)它們實(shí)現(xiàn)和封裝，最后是可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題和避免措施。
VA函數(shù)(variable argument function)，參數(shù)個(gè)數(shù)可變函數(shù)，又稱可變參數(shù)函數(shù)。C/C++編程中，系統(tǒng)提供給編程人員的va函數(shù)很少。*printf()/*scanf()系列函數(shù)，用于輸入輸出時(shí)格式化字符串;exec*()系列函數(shù)，用于在程序中執(zhí)行外部文件(main(int argc,char*argv[]算不算呢，與其說(shuō)main()也是一個(gè)可變參數(shù)函數(shù)，倒不如說(shuō)它是exec*()經(jīng)過(guò)封裝后的具備特殊功能和意義的函數(shù)，至少在原理這一級(jí)上有
很多相似之處)。由于參數(shù)個(gè)數(shù)的不確定，使va函數(shù)具有很大的靈活性，易用性，對(duì)沒(méi)有使用過(guò)可變參數(shù)函數(shù)的編程人員很有誘惑力;那么，該如何編寫(xiě)自己的va函數(shù)，va函數(shù)的運(yùn)用時(shí)機(jī)、編譯實(shí)現(xiàn)又是如何。作者借本文談?wù)勛约宏P(guān)于va函數(shù)的一些淺見(jiàn)。
一、 從printf()開(kāi)始
從大家都很熟悉的格式化字符串函數(shù)開(kāi)始介紹可變參數(shù)函數(shù)。
原型：int printf(const char * format, ...);
參數(shù)format表示如何來(lái)格式字符串的指令，…
表示可選參數(shù)，調(diào)用時(shí)傳遞給"..."的參數(shù)可有可無(wú)，根據(jù)實(shí)際情況而定。
系統(tǒng)提供了vprintf系列格式化字符串的函數(shù)，用于編程人員封裝自己的I/O函數(shù)。
int vprintf / vscanf(const char * format, va_list ap); // 從標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出格式化字符串
int vfprintf / vfsacanf(FILE * stream, const char * format, va_list ap);
// 從文件流
int vsprintf / vsscanf(char * s, const char * format, va_list ap); // 從字符串
// 例1：格式化到一個(gè)文件流，可用于日志文件
FILE *logfile;
int WriteLog(const char * format, ...)
{
va_list arg_ptr;
va_start(arg_ptr, format);
int nWrittenBytes = vfprintf(logfile, format, arg_ptr);
va_end(arg_ptr);
return nWrittenBytes;
}
…
// 調(diào)用時(shí)，與使用printf()沒(méi)有區(qū)別。
WriteLog("%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d %s/%04d logged out.",
nYear, nMonth, nDay, nHour, nMinute, szUserName, nUserID);
同理，也可以從文件中執(zhí)行格式化輸入;或者對(duì)標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出，字符串執(zhí)行格式化。在上面的例1中，WriteLog()函數(shù)可以接受參數(shù)個(gè)數(shù)可變的輸入，本質(zhì)上，它的實(shí)現(xiàn)需要vprintf()的支持。如何真正實(shí)現(xiàn)屬于自己的可變參數(shù)函數(shù)，包括控制每一個(gè)傳入的可選參數(shù)。
二、 va函數(shù)的定義和va宏
C語(yǔ)言支持va函數(shù)，作為C語(yǔ)言的擴(kuò)展--C++同樣支持va函數(shù)，但在C++中并不推薦使用，C++引入的多態(tài)性同樣可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)個(gè)數(shù)可變的函數(shù)。不過(guò)，C++的重載功能畢竟只能是有限多個(gè)可以預(yù)見(jiàn)的參數(shù)個(gè)數(shù)。比較而言，C中的va函數(shù)則可以定義無(wú)窮多個(gè)相當(dāng)于C++的重載函數(shù)，這方面C++是無(wú)能為力的。va函數(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在使用的方便性和易用性上，可以使代碼更簡(jiǎn)潔。C編譯器為了統(tǒng)一在不同的硬件架構(gòu)、硬件平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)，和增加代碼的可移植性，提供了一系列宏來(lái)屏蔽硬件環(huán)境不同帶來(lái)的差異。
ANSI C標(biāo)準(zhǔn)下，va的宏定義在stdarg.h中，它們有：va_list，va_start()，va_arg()，va_end()。
// 例2：求任意個(gè)自然數(shù)的平方和：
int SqSum(int n1, ...)
{
va_list arg_ptr;
int nSqSum = 0, n = n1;
va_start(arg_ptr, n1);
while (n > 0)
{
nSqSum += (n * n);
n = va_arg(arg_ptr, int);
}
va_end(arg_ptr);
return nSqSum;
}
// 調(diào)用時(shí)
int nSqSum = SqSum(7, 2, 7, 11, -1);
可變參數(shù)函數(shù)的原型聲明格式為：
type VAFunction(type arg1, type arg2, … );
參數(shù)可以分為兩部分：個(gè)數(shù)確定的固定參數(shù)和個(gè)數(shù)可變的可選參數(shù)。函數(shù)至少需要一個(gè)固定參數(shù)，固定參數(shù)的聲明和普通函數(shù)一樣;可選參數(shù)由于個(gè)數(shù)不確定，聲明時(shí)用"…"表示。固定參數(shù)和可選參數(shù)公同構(gòu)成一個(gè)函數(shù)的參數(shù)列表。
借助上面這個(gè)簡(jiǎn)單的例2，來(lái)看看各個(gè)va_xxx的作用：
va_list arg_ptr：定義一個(gè)指向個(gè)數(shù)可變的參數(shù)列表指針;
va_start(arg_ptr, argN)：使參數(shù)列表指針arg_ptr指向函數(shù)參數(shù)列表中的第一個(gè)可選參數(shù)，說(shuō)明：argN是位于第一個(gè)可選參數(shù)之前的固定參數(shù)，(或者說(shuō)，最后一個(gè)固定參數(shù);…之前的一個(gè)參數(shù))，函數(shù)參數(shù)列表中參數(shù)在內(nèi)存中的順序與函數(shù)聲明時(shí)的順序是一致的。如果有一va函數(shù)的聲明是void va_test(char a, char b, char c, …)，則它的固定參數(shù)依次是a,b,c，最后一個(gè)固定參數(shù)argN為c，因此就是
va_start(arg_ptr, c)。
va_arg(arg_ptr, type)：返回參數(shù)列表中指針arg_ptr所指的參數(shù)，返回類型為type，并使指針arg_ptr指向參數(shù)列表中下一個(gè)參數(shù)。
va_copy(dest, src)：dest，src的類型都是va_list，va_copy()用于復(fù)制參數(shù)列表指針，將dest初始化為src。
va_end(arg_ptr)：清空參數(shù)列表，并置參數(shù)指針arg_ptr無(wú)效。
說(shuō)明：指針arg_ptr被置無(wú)效后，可以通過(guò)調(diào)用va_start()、va_copy()恢復(fù)arg_ptr。每次調(diào)用va_st
art() / va_copy()后，必須得有相應(yīng)的va_end()與之匹配。參數(shù)指針可以在參數(shù)列表中隨意地來(lái)回移動(dòng)，但必須在va_start() … va_end()之內(nèi)。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-18
