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不定參數(shù)在C語言中的應(yīng)用實(shí)例：不定參數(shù)當(dāng)年做為C/C++語言一個特長被很多人推崇，但是實(shí)際上這種技術(shù)并沒有應(yīng)用很多。除了格式化輸出之外，我實(shí)在沒看到多少應(yīng)用。主要原因是這種技術(shù)比較麻煩，副作用也比較多，而一般情況下重載函數(shù)也足以替換它。盡管如此，既然大家對它比較感興趣，我就簡單總結(jié)一下它的使用和需要注意的常見問題。 剛學(xué)C語言的時候，一般人都會首先接觸printf函數(shù)。通過這個函數(shù)，你可以打印不定個數(shù)的變量到屏幕，如： printf（"%d"， 3）； printf（"%d，%d"，3，4）； 上述代碼看似簡單，實(shí)際上卻需要我們解決許多問題。在我們設(shè)計printf的時候，我們是不知道到底會傳入幾個參數(shù)的。在這種未知的情況下，我們需要解決下面幾個問題： 怎么告訴printf我們會傳入幾個參數(shù) printf怎么去訪問這些參數(shù) 函數(shù)調(diào)用完成后，系統(tǒng)怎么把參數(shù)從傳遞用的堆棧中釋放 為了解決這些問題，我們首先要解釋cdecl調(diào)用約定，所有使用不定參數(shù)的函數(shù)必須是使用cdecl（全局函數(shù)）或者this call（類成員函數(shù)）調(diào)用約定。該約定對于參數(shù)傳遞規(guī)定如下： 參數(shù)從右向左入棧（也就是如果你調(diào)用f（a，b，c），則c先入棧，然后是b，最后是a入棧） 調(diào)用者負(fù)責(zé)清理堆棧 其中第二點(diǎn)直接解決了前面三個問題中的第三個問題。我們來詳細(xì)說說其他兩個問題。 確定參數(shù)的個數(shù) 在一個函數(shù)中，一般有如下prelog代碼： 00401020 push ebp 00401021 mov ebp，esp 00401023 sub esp，48h 執(zhí)行上述代碼之后，func（a，b，c）函數(shù)所處的堆棧上下文就變成如下布局： 其中，ebp指向保存舊的ebp的堆棧內(nèi)存的下一個字的地址，ebp＋8指向eip地址，ebp+12則指向函數(shù)調(diào)用的第一個參數(shù)，而ebp和esp之間是用于臨時變量（也就是堆棧變量）的空間。 注意，由于上述prelog代碼的存在，我們很容易通過ebp得到第一個參數(shù)的地址，對于不定參數(shù)列表之前的類型固定的參數(shù)，我們也可以根據(jù)類型信息得到其實(shí)際的位置（例如，第一個參數(shù)的位置偏移第一個參數(shù)的大小，就是第二個參數(shù)的地址）。 注意不定參數(shù)函數(shù)有個限制，就是不定參數(shù)的列表必須在整個函數(shù)的參數(shù)列表的最后。我們不可以定義如下的函數(shù)： void func（int a， ……， int c） 所有類型固定的參數(shù)都必須出現(xiàn)在參數(shù)列表的開始。這樣根據(jù)前面的論述，我們就可以得到所有類型固定的參數(shù)。 在設(shè)計具有不定參數(shù)列表的函數(shù)的時候，我們有兩種方法來確定到底多少參數(shù)會被傳遞進(jìn)來。 方法1是在類型固定的參數(shù)中指明后面有多少個參數(shù)以及他們的類型。printf就是采用的這種方法，它的format參數(shù)指明后面每個參數(shù)的類型。 方法2是指定一個結(jié)束參數(shù)。這種情況一般是不定參數(shù)擁有同樣的類型，我們可以指定一個特定的值來表示參數(shù)列表結(jié)束。下面這個sum函數(shù)就是一個例子： int sumi(int c, ...) { va_list ap; va_start(ap,c); int i; int sum = c; c = va_arg(ap,int); while(0!=c) { sum = sum+c; c = va_arg(ap,int); } return sum; } 使用這個函數(shù)的代碼為： int main(int argc, char* argv[]) { int i=sumi(1,2,3,4,5,6,7,8,9,0); return 0; } 訪問各個參數(shù) 其實(shí)前文已經(jīng)告訴我們怎么去訪問不定參數(shù)。va_start和va_arg函數(shù)可以被結(jié)合起來用于依次訪問每個函數(shù)，他們實(shí)際上都是宏函數(shù)。 在vc6，va_start函數(shù)定義為： #define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & "(sizeof(int) - 1) ) #define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) ) 其中_INTSIZEOF（n）計算比n大的sizeof（int）的最小倍數(shù)，如果n=101，則_INTSIZEOF（n）為104. va_start執(zhí)行完畢后，ap指向變量v后第一個4字節(jié)對齊的地址。例如，v的地址為0x123456， v的大小為13，則v后面的下一個與字邊界對齊的地址為0x123456+0x0D=0x123463再調(diào)整為與4字節(jié)對齊的下一個地址，也就是0x123464. va_arg函數(shù)定義為： #define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) 分析與va_start一樣，它的結(jié)果是使ap指向當(dāng)前變量的下一個變量。 這樣，我們只要在開始時使用va_start把不定參數(shù)列表賦值給ap，然后依次用va_arg獲得不同參數(shù)即可。 潛在問題 使用不定參數(shù)列表，有兩個問題特別需要注意。 問題1的理解相對簡單：我們在重載一個函數(shù)的時候，不能依賴不定參數(shù)列表部分對函數(shù)進(jìn)行區(qū)分。 假定我們定義兩個重載函數(shù)如下： int func（int a， int b， ……） int func（int a， int b， float c）； 則上述函數(shù)會導(dǎo)致編譯器不知道怎么去解釋func（1，2， 3.3），因為當(dāng)?shù)谌齻�參數(shù)為浮點(diǎn)數(shù)時，兩個實(shí)現(xiàn)都可以滿足匹配要求。一般情況，個人建議對于不定參數(shù)函數(shù)不要去做重載。 另外一個問題是關(guān)于類型問題。絕大多數(shù)情況下，C和C＋＋的變量都是強(qiáng)類型的，而不定參數(shù)列表屬于一個特例。 當(dāng)我們調(diào)用va_arg的時候，我們指明下一個參數(shù)的類型，而在執(zhí)行的時候，va_arg正是根據(jù)這個信息在堆棧上來找到對應(yīng)的參數(shù)的。如果我們需要的類型和真實(shí)傳遞進(jìn)來的參數(shù)完全一致時自然沒有問題，但是假如類型不一樣，則會有大麻煩。 假如上面的的sumi函數(shù)，我們用下面方法調(diào)用： int sum = sumi(1, 2.2, 3, 0) 注意第二個參數(shù)我們傳入了一個double類型的2.2，我們希望sumi在做加法時可以做隱式類型轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為int進(jìn)行計算。但是實(shí)際情況時，當(dāng)我們分析到這個參數(shù)時，調(diào)用的是： c=va_arg(ap,int) 據(jù)前文va_arg的定義，這個宏被翻譯成： #define va_arg（ap，t） （ *（int *）（（ap += _INTSIZEOF（int）） - _INTSIZEOF（int）） ） 如果后面的+=計算出正確的地址，最后就變成 *(int*)addr 如果希望能得到正確的整數(shù)值，必須要求addr所在的地址是一個真實(shí)的int類型。但是當(dāng)我們傳入double時，實(shí)際上其內(nèi)存布局和int完全不同，因此我們得不到需要的整數(shù)。感興趣的朋友可以用下面簡單的代碼做測試： double a; a=1.1; int b = *(int*) & a; 因此，當(dāng)我們調(diào)用有不定參數(shù)列表的函數(shù)時，不要期望系統(tǒng)做隱式類型轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)不會做這種檢查或者轉(zhuǎn)換，你給的參數(shù)類型必須嚴(yán)格和你希望的值一樣。 |
