C语言可变参数函数的编写

1. 引言

C语言我们接触的第一个库函数是

printf(“hello,world!”);其参数个数为1个。

然后，我们会接触到诸如：

printf(“a=%d,b=%ｓ,c=%c”,a,b,c);此时其参数个数为4个。

在linux下，输入man 3 printf，可以看到prinf函数原型如下：

SYNOPSIS
#include <stdio.h>
int printf(const char *format, ...);

后面的三个点...表示printf参数个数是不定的．

如何实现可变参数函数？

2. 编写可变函数的素材准备

为了编写可变参数函数，我们需要用到<stdarg.h>头文件下定义的以下函数：

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);

其中：

va_list是用于存放参数列表的数据结构。

va_start函数根据初始化last来初始化参数列表。

va_arg函数用于从参数列表中取出一个参数，参数类型由type指定。

va_copy函数用于复制参数列表。

va_end函数执行清理参数列表的工作。

函数官方说明，如果你看到英文就烦，可以自行忽略以下说明。

va_start()
       The  va_start() macro initializes ap for subsequent use by va_arg() and
       va_end(), and must be called first.
       The argument last is the name of the last argument before the  variable
       argument list, that is, the last argument of which the calling function
       knows the type.
       Because the address of this argument may  be  used  in  the  va_start()
       macro,  it should not be declared as a register variable, or as a func‐
       tion or an array type.
va_arg()
       The va_arg() macro expands to an expression that has the type and value
       of  the  next  argument in the call.  The argument ap is the va_list ap
       initialized by va_start().  Each call to va_arg() modifies ap  so  that
       the  next  call returns the next argument.  The argument type is a type
       name specified so that the type of a pointer to an object that has  the
       specified type can be obtained simply by adding a * to type.
       The  first use of the va_arg() macro after that of the va_start() macro
       returns the argument after last.   Successive  invocations  return  the
       values of the remaining arguments.
       If  there  is  no  next argument, or if type is not compatible with the
       type of the actual next argument (as promoted according to the  default
       argument promotions), random errors will occur.
       If  ap is passed to a function that uses va_arg(ap,type) then the value
       of ap is undefined after the return of that function.
va_end()
       Each invocation of va_start() must be matched by a corresponding  invo‐
       cation of va_end() in the same function.  After the call va_end(ap) the
       variable ap is undefined.  Multiple traversals of the list, each brack‐
       eted  by va_start() and va_end() are possible.  va_end() may be a macro
       or a function.

ＧＮＵ给出的一个实例：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
void
foo(char *fmt, ...)
{
  va_list ap;
  int d;
  char c, *s;
　va_start(ap, fmt);
　while (*fmt)
     switch (*fmt++) {
     case 's': /* string */
     s = va_arg(ap, char *);
         printf("string %s\n", s);
         break;
     case 'd': /* int */
         d = va_arg(ap, int);
         printf("int %d\n", d);
         break;
     case 'c': /* char */
/* need a cast here since va_arg only takes fully promoted types */
        c = (char) va_arg(ap, int);
        printf("char %c\n", c);
        break;
   }
   va_end(ap);
}
说明：
va_start(ap, fmt);用于根据fmt初始化可变参数列表。

va_arg(ap, char *);用于从参数列表中取出一个参数，其中的char *用于指定所取的参数的类型为字符串。每次调用va_arg后，参数列表ａｐ都会被更改，以使得下次调用时能得到下一个参数。

va_end(ap);用于对参数列表进行一些清理工作。调用完va_end后，ap便不再有效。

以上程序给了我们一个实现printf函数的是思路，即：通过调用va_start函数，来得到参数列表，然后我们一个个取出参数来进行输出即可。

例如：对于printf(“a=%d,b=%ｓ,c=%c”,a,b,c)语句;fmt的值为a=%d,b=%ｓ,c=%c，调用va_start函数将参数a,b,c存入了ap中。注意到：fmt中的%为特殊字符，紧跟%后的参数指明了参数类型．

因此我们的简易printf函数如下：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
void
myprintf(char *fmt, ...)
{
  va_list ap;
  int d;
  double f;
  char c;
  char *s;
  char flag;
  va_start(ap,fmt);
  while (*fmt){
  　flag=*fmt++;
  　if(flag!='%'){
	putchar(flag);
	continue;
　　}
　　flag=*fmt++;//记得后移一位
    switch (flag)
　　{
　　　case 's':
	s=va_arg(ap,char*);
	printf("%s",s);
	break;
　　　case 'd': /* int */
	d = va_arg(ap, int);
	printf("%d", d);
	break;
　　　case 'f': /* double*/
	d = va_arg(ap,double);
	printf("%d", d);
	break;
　　　case 'c': /* char*/
	c = (char)va_arg(ap,int);
	printf("%c", c);
	break;
　　　default:
	putchar(flag);
	break;
　　}
  }
  va_end(ap);
}
int main(){
　　char str[10]="linuxcode";
　　int i=1024;
　　double f=3.1415926;
　　char c='V';
　　myprintf("string is:%s,int is:%d,double is:%f,char is :%c",str,i,f,c);
}

从上面我们可以知道可变参数函数的编写，必须要传入一个参数fmt，用来告诉我们的函数怎样去确定参数的个数。我们的可变参数函数是通过自己解析这个参数来确定函数参数个数的。

比如，我们编写一个求和函数，其函数实现如下：

int sum(int cnt,...){
    int sum=0;
int i;
    va_list ap;
    va_start(ap,cnt);
for(i=0;i<cnt;++i)
	sum+=va_arg(ap,int);
    va_end(ap);
return sum;
}

简单吧，总结一下就是：通过va_start初始化参数列表(也就能得到具体的参数个数了)，然后使用va_arg函数从参数列表中取出你想要的参数，最后调用va_end执行清理工作。

这一篇就介绍到这来，另外一种变参函数的实现方法，比如说以下函数，他们是怎么实现的？

int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const char *arg,
                  ..., char * const envp[]);

作者：Viidiot  微信公众号：linux-code

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