C語言可變長參數實現原理

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 (1)      C語言可變參數

我們可以從C語言的printf得出可變參數的作用，printf函數的原型如下：

int printf ( const char * format, ... );

通過使用可變個數參數，就是傳入的參數個數是可變的，如printf需要根據format實參傳入多個實參。

(2)      C語言可變參數的使用

下面一個函數myprintf是自己實現的比較簡單的printf函數，不完整但是可以說明可變參數的用法。

/*
 * Author: guojun07
 */

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

void myprintf(char *format, ...) {
  va_list ap;
  int pos = 0;
  int int_val = 0;
  float f_val;
  char buf[64];
  memset(buf, 0, 64);
  // 得到所有的參數放到下一個list中ap中
  va_start(ap, format);
  while (format[pos] != '\0') {
    // 判斷'%'，表示要得到下一個參數
    if (format[pos] == '%') {
      pos ++;
      switch(format[pos]) {
        case 'd':
        case 'u':
          // 得到ap中的下一個參數
          int_val = va_arg(ap, int);
          sprintf(buf, "%d", int_val);
	  // 將數據寫到標準輸出
          write(STDOUT_FILENO, buf, strlen(buf));
          memset(buf, 0, 64);
          pos ++;          
	  break;
        case 'f':
          // 得到ap中的下一個參數
          f_val = (float)va_arg(ap, double);
          sprintf(buf, "%f", f_val);
	  // 將數據寫到標準輸出
          write(STDOUT_FILENO, buf, strlen(buf));
          memset(buf, 0, 64);
          pos ++;
          break;
        default:
          break;
      }
    } else {
      write(STDOUT_FILENO, &(format[pos]), 1);
      pos ++;
    }
  }
}

int main(void){
  myprintf("this is a testing, i = %d, u = %u, f = %f\n", -1, 5, 0.2);
  return 0;
}

程序的數據結果如下：

guojun8@guojun8-desktop:~/test/valist$ ./main
this is a testing, i = -1, u = 5, f = 0.200000

(3)      實現

下面介紹C語言可變長度參數的實現，其實現與一個數據結構(va_list)和三個宏(va_start, va_end, va_arg)相關，從源碼中可以看到這些實現下面的來自linux內核源碼中的文件(include/acpi/platform/acenv.h)

#ifndef _VALIST
#define _VALIST
typedef char *va_list;
#endif        /* _VALIST */
 
/*
* Storage alignment properties
*/
#define  _AUPBND                (sizeof (acpi_native_int) - 1)
#define  _ADNBND                (sizeof (acpi_native_int) - 1)
 
/*
* Variable argument list macro definitions
*/
#define _bnd(X, bnd)            (((sizeof (X)) + (bnd)) & (~(bnd)))
#define va_arg(ap, T)           (*(T *)(((ap) += (_bnd (T, _AUPBND))) - (_bnd (T,_ADNBND))))
#define va_end(ap)              (void) 0
#define va_start(ap, A)         (void) ((ap) = (((char *) &(A)) + (_bnd (A,_AUPBND))))

 a)         va_list

從實現中可以看出va_list類型實際上就是一個指針；

b)        va_start

這個宏的作用是將T所指向的參數後面的內容放到ap中，其中_bnd (A,_AUPBND)是返回A的size並與系統的機器位數對齊，因爲參數在棧中的地址一定是與系統的字長對齊的，其中acpi_native_int就表示機器字長；

c)         va_end

這個宏的作用就是返回0；

d)        va_arg

這個宏的作用是取得ap指向的當前的參數，並將ap指向參數列表中的下一個參數；