Linux下C庫學習 - stdarg.h

2019-11-10 20:43:02

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供稿：網友

想要函數使用可變參數，那就必須要包含stdarg.h這個頭文件，簡單就不說了，我們重新來看看可變參數的定義和使用吧。

1.聲明可變參數

可變參數的聲明有兩點

使用‘…’來代表可變參數可變參數之前必須有一個命名的參數

簡單說就是如果你想聲明一個可變參數的函數，那么有兩種形式

func(...) //錯誤，前面必須有一個命名的參數func(xxx，...) //正確，xxx可以用任意的參數代替，比如char *name，int i都可以

2.定義可變參數

可變參數的定義和聲明相同，兩者保持一致即可

3.可變參數的使用

要使用可變參數，主要會用到下列幾個函數

#include <stdarg.h>void va_start(va_list ap, last);type va_arg(va_list ap, type);void va_end(va_list ap);void va_copy(va_list dest, va_list src);

這里四個函數是參考man手冊上的，最后的va_copy沒有用過，不太清楚什么情況下需要使用，麻煩各位在留言賜教剩下的三個我們來一個一個看，這里舉個簡單的例子方便講解

#include <stdio.h>#include <stdarg.h>void fun(char *name, ...){ va_list pa; int a, b; char *c; double d; va_start(pa, name); a = va_arg(pa, int); b = va_arg(pa, int); c = va_arg(pa, char *); d = va_arg(pa, double); va_end(pa); 可以看到，要使用可變參數，首先需要定義一個va_list類型的變量，這個變量就相當于是指向可變參數列表的指針，通過va_start函數將這個指針賦值，后面就可以通過va_arg來獲取每一個參數。

va_arg的函數原型里面有個type，這個type類型怎么理解呢？大家可以這樣理解，因為可變參數是沒有聲明參數類型的，那么編譯器怎么去檢測到底類型是否匹配呢？最簡單的辦法就是向上提升，比如

float類型的實際參數將提升到doublechar、short和相應的signed、unsigned類型的實際參數提升到int如果int不能存儲原值，則提升到unsigned int

由于默認肯定會向上提升，所以一定要盡量避免以下類型的參數 type絕對不能為以下類型：

char、signed char、unsigned charshort、unsigned shortsigned short、short int、signed short int、unsigned short intfloat

因此在示例中，第一個int類型的數字我用int類型接收，第二個字符我依然使用int類型來接收，第三個字符串就必須使用char *類型的接收，第四個浮點型使用double類型來接收，如果你不小心寫錯了類型，系統的提示如下（這里我把示例中的double改成了float）

test.c: In function ‘fun’:test.c:17:20: warning: ‘float’ is promoted to ‘double’ when passed through ‘...’ [enabled by default] d = va_arg(pa, float); ^test.c:17:20: note: (so you should pass ‘double’ not ‘float’ to ‘va_arg’)test.c:17:20: note: if this code is reached, the program will abort

最后的va_end就相當于是結束標記，一個va_start必須和一個va_end對應起來使用才可以。

使用的話我想大家應該都會，那具體原理是什么樣的呢？要搞清楚原理，首先需要知道參數到底是怎么傳遞進來的，事實上，在進程中，堆棧地址時由高向低分配的，在調用參數的時候，首先入棧的函數參數，接下來是函數的返回地址，再下來是函數的執行代碼，而參數的入棧順序是先入最后一個參數，最后入第一個參數

這里寫圖片描述

如上圖所示，參數在堆棧的排列是從高地址向低地址的，實際上具體是宏定義如下

typedef char * va_list; // x86平臺下va_list的定義#define va_start(ap, v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) ) //第一個可選參數地址#define va_arg(ap, t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一個參數地址#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 ) // 將指針置為無效

這里有個宏_INTSIZEOF需要特別介紹下，這個宏是為了求出變量所占內存空間的大小，具體實現如下

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

網上有位大神對這個函數又深刻的理解，大家可以去看看他的文章_INTSIZEOF(n)這個函數簡單說就是把n轉化成int的整數倍，來實現格式對齊，明白了這里，我們接著往下看

va_start 這個應該很好理解，就是說固定參數的地址加上他本身的內存大小，結合上面的圖也就是第一個可變參數的地址，這樣ap就指向了第一個可變參數，后面我們通過ap就可以得到其他的參數

va_arg 這個宏寫的有些復雜，我們需要把它拆成兩部分看 1． ap += _INTSIZEOF(t)； // 此時指針ap已經指向下一個參數了 /* ap減去當前參數的大小得到當前參數的地址，再把地址強制類型轉換后返回它的值 */ 2． return (t )( ap - _INTSIZEOF(t)) 通過第一步我們讓指針ap指向了后一個參數，通過第二步返回了當前的參數

va_end 這個宏很簡單，就是清空了指針，記著需要和va_start配套使用

看了C語言的具體實現，不得不感嘆，大神們真的是把指針使用的淋漓盡致，不過任何事情都有兩方面，這樣做雖然高效快捷，但同時也留下了不小的安全隱患

參考文檔深入淺出va函數關于va_arg中的type