可變引數巨集

2021-06-19 16:06:31 字數 4633 閱讀 8096

參考各可變引數的部落格,才寫出現在的部落格,有不準確之處,還望指出。

1.先看些標準c中printf函式原型:

標準c就支援可變引數巨集,也就意味著函式的引數是不固定的,例如printf()函式的原型為:

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

在gnu c中,巨集也可以接受可變數目的引數,例如:

#define pr_debug (fmt,arg...)  printk(fmt,##arg)

這裡arg表示其餘的引數,可以是零個或多個,這些引數以及引數之間的逗號構成arg的值,在巨集擴充套件時替換arg,例如列**:

pr_debug ("%s:%d",filename,line)

會被擴充套件為:

printk ("%s:%d", filename,line)

使用「##」 的原因是處理arg不代表任何引數的情況,這時候,前面的逗號就變得多餘了。使用「##」 之後,gnu c預處理器會丟棄前面的逗號,這樣,**:

pr_debug ("success!\n「);

會被正確地替換為:

printk ("success!\n「);

而不是:

printk ("success!\n「,);

2.c語言中解決變參問題的一組巨集 va_list

他有這麼幾個成員:

1) va_list型變數:

#ifdef  _m_alpha

typedef struct va_list;

#else

typedef char *  va_list;

#endif

2)_intsizeof 巨集,獲取型別占用的空間長度,最小占用長度為int的整數倍:

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

3)va_start巨集,獲取可變引數列表的第乙個引數的位址(ap是型別為va_list的指標,v是可變引數最左邊的引數):

#define va_start(ap,v)  ( ap = (va_list)&v + _intsizeof(v) )

4)va_arg巨集,獲取可變引數的當前引數,返回指定型別並將指標指向下一引數(t引數描述了當前引數的型別):

#define va_arg(ap,t)    ( *(t *)((ap += _intsizeof(t)) - _intsizeof(t)) )

5)va_end巨集,清空va_list可變引數列表:

#define va_end(ap)      ( ap = (va_list)0 )

va_list的用法:      

(1)首先在函式裡定義一具va_list型的變數,這個變數是指向引數的指標;

(2)然後用va_start巨集初始化變數剛定義的va_list變數;

(3)然後用va_arg返回可變的引數,va_arg的第二個引數是你要返回的引數的型別(如果函式有多個可變引數的,依次呼叫va_arg獲取各個引數);

(4)最後用va_end巨集結束可變引數的獲取。

使用va_list應該注意的問題:

(1)可變引數的型別和個數完全由程式**控制,它並不能智慧型地識別不同引數的個數和型別;

(2)如果我們不需要一一詳解每個引數,只需要將可變列表拷貝至某個緩衝,可用vsprintf函式;

(3)因為編譯器對可變引數的函式的原型檢查不夠嚴格,對程式設計查錯不利.不利於我們寫出高質量的**;

3. 可變引數的函式

寫可變引數的c函式要在程式中用到以下這些巨集:

void va_start( va_list arg_ptr, prev_param )

type va_arg( va_list arg_ptr, type )

void va_end( va_list arg_ptr )

va在這裡是variable-argument(可變引數)的意思,這些巨集定義在stdarg.h中.下面我們寫乙個簡單的可變引數的函式,

該函式至少有乙個整數引數,第二個引數也是整數,是可選的.函式只是列印這兩個引數的值.

void ******_va_fun(int i, ...)

在程式中可以這樣呼叫:

******_va_fun(100);

******_va_fun(100,200);

從這個函式的實現可以看到,使用可變引數應該有以下步驟:

1)首先在函式裡定義乙個va_list型的變數,這裡是arg_ptr,這個變數是指向引數的指標.

2)然後用va_start巨集初始化變數arg_ptr,這個巨集的第二個引數是第乙個可變引數的前乙個引數,是乙個固定的引數.

3)然後用va_arg返回可變的引數,並賦值給整數j. va_arg的第二個引數是你要返回的引數的型別,這裡是int型.

4)最後用va_end巨集結束可變引數的獲取.然後你就可以在函式裡使用第二個引數了.如果函式有多個可變引數的,依次呼叫va_arg獲取各個引數.

如果我們用下面三種方法呼叫的話,都是合法的,但結果卻不一樣:

1)******_va_fun(100);

結果是:100 -123456789(會變的值)

2)******_va_fun(100,200);

結果是:100 200

3)******_va_fun(100,200,300);

結果是:100 200

我們看到第一種呼叫有錯誤,第二種呼叫正確,第三種呼叫儘管結果正確,但和我們函式最初的設計有衝突.

現在我們**出現這些結果的原因和可變引數在編譯器中是如何處理的. 

4.. 可變引數函式原理

va_start,va_arg,va_end是在stdarg.h中被定義成巨集的,由於硬體平台的不同,編譯器的不同,所以定義的巨集也有所不同,下面以vc++中stdarg.h裡x86平台的巨集定義摘錄如下:

typedef char * va_list;

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

#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _intsizeof(v) ) 

#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _intsizeof(t)) - _intsizeof(t)) ) 

#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 ) 

定義_intsizeof(n)主要是為了記憶體對齊,c語言的函式是從右向左壓入堆疊的(設資料進棧方向為從高位址向低位址發展,即首先壓入的資料在高位址). 

下圖是函式的引數在堆疊中的分布位置:

低位址       |-----------------------------|<-- &v

|第n-1個引數(最後乙個固定引數)|

|-----------------------------|<--va_start後ap指向

|第n個引數(第乙個可變引數) |

|-----------------------------|

|....... |

|-----------------------------|

|函式返回位址 |

高位址      |-----------------------------|

1. va_list 被定義為char *

2. va_start 將位址ap定義為 &v+_intsizeof(v),而&v是固定引數在堆疊的位址,所以va_start(ap, v)以後,ap指向第乙個可變引數在堆疊的位址

3. va_arg 取得型別t的可變引數值,以int型為例,va_arg取int型的返回值:

j= ( *(int*)((ap += _intsizeof(int))-_intsizeof(int)) );

4. va_end 使ap不再指向堆疊,而是跟null一樣.這樣編譯器不會為va_end產生**. 

在不同的作業系統和硬體平台的定義有些不同,但原理卻是相似的. 

5. 小結:

對於可變引數的函式,因為va_start, va_arg, va_end等定義成巨集,所以它顯得很愚蠢,可變引數的型別和個數需要在該函式中由程式**控制;另外,編譯器對可變引數的函式的原型檢查不夠嚴格,對程式設計查錯不利.

所以我們寫乙個可變函式的c函式時,有利也有弊,所以在不必要的場合,無需用到可變引數.如果在c++裡,我們應該利用c++的多型性來實現可變引數的功能,盡量避免用c語言的方式來實現.

6. 附一些**

#define debug(format, ...) fprintf(stderr, fmt, __va_args__)

#define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)

#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, ## __va_args__)

// 使用va... 實現

void debug(const char *fmt, ...)

本文參考:

可變引數巨集

在 gnu c 中,巨集可以接受可變數目的引數,就象函式一樣,例如 define pr debug fmt,arg.printk kern debug fmt,arg 用可變引數巨集 variadicmacros 傳遞可變參數列 你可能很熟悉在函式中使用可變參數列,如 void printf con...

可變引數巨集

可變引數巨集 在 gnu c 中,巨集可以接受可變數目的引數,就象函式一樣,例如 define pr debug fmt,arg.printk kern debug fmt,arg 用可變引數巨集 variadic macros 傳遞可變參數列 你可能很熟悉在函式中使用可變參數列,如 void pr...

可變引數巨集

c99中規定巨集可以像函式一樣帶有可變引數,比如 define log format,fprintf stdout,format,va args 其中,表示引數可變,va args 在預處理中為實際的引數集所替換 gcc中同時支援如下的形式 define log format,args.fprint...