一. 何謂可變參數
int printf( const char* format, ...);
這是使用過C語言的人所再熟悉不過的printf函數原型,它的參數中就有固定參數format和可變參數(用”…”表示). 而我們又可以用各種方式來調用printf,如:
printf( "%d ",value);
printf( "%s ",str);
printf( "the number is %d ,string is:%s ", value, str);
二.實現原理
C語言用宏來處理這些可變參數。這些宏看起來很複雜,其實原理挺簡單,就是根據參數入棧的特點從最靠近第一個可變參數的固定參數開始,依次獲取每個可變參數的地址。下面我們來分析這些宏。在VC中的stdarg.h頭文件中,針對不同平臺有不同的宏定義,我們選取X86平臺下的宏定義:
typedef char *va_list;
/*把va_list被定義成char*,這是因爲在我們目前所用的PC機上,字符指針類型可以用來存儲內存單元地址。而在有的機器上va_list是被定義成void*的*/
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
/*_INTSIZEOF(n)宏是爲了考慮那些內存地址需要對齊的系統,從宏的名字來應該是跟sizeof(int)對齊。一般的 sizeof(int)=4,也就是參數在內存中的地址都爲4的倍數。比如,如果sizeof(n)在1-4之間,那麼_INTSIZEOF(n)=4;如果sizeof(n)在5-8之間,那麼_INTSIZEOF(n)=8。*/
#define va_start(ap,v)( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
/*va_start的定義爲 &v+_INTSIZEOF(v) ,這裏&v是最後一個固定參數的起始地址,再加上其實際佔用大小後,就得到了第一個可變參數的起始內存地址。所以我們運行 va_start(ap, v)以後,ap指向第一個可變參數在的內存地址*/
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
/*這個宏做了兩個事情,
①用用戶輸入的類型名對參數地址進行強制類型轉換,得到用戶所需要的值
②計算出本參數的實際大小,將指針調到本參數的結尾,也就是下一個參數的首地址,以便後續處理。*/
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
/*x86平臺定義爲ap=(char*)0;使ap不再 指向堆棧,而是跟NULL一樣.有些直接定義爲((void*)0),這樣編譯器不會爲va_end產生代碼,例如gcc在linux的x86平臺就是這樣定義的. 在這裏大家要注意一個問題:由於參數的地址用於va_start宏,所以參數不能聲明爲寄存器變量或作爲函數或數組類型. */
以下再用圖來表示:
在VC等絕大多數C編譯器中,默認情況下,參數進棧的順序是由右向左的,因此,參數進棧以後的內存模型如下圖所示:最後一個固定參數的地址位於第一個可變參數之下,並且是連續存儲的。
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|最後一個可變參數 | -> 高內存地址處
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|第N個可變參數 | -> va_arg(arg_ptr,int)後arg_ptr所指的地方,
| | 即第N個可變參數的地址。
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|第一個可變參數 | -> va_start(arg_ptr,start)後arg_ptr所指的地方
| | 即第一個可變參數的地址
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|最後一個固定參數 | -> start的起始地址
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|——————————————— |-> 低內存地址處