【C语言】浅谈可变参数与printf函数

一.何谓可变参数

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

这是使用过C语言的人所再熟悉不过的printf函数原型，它的参数中就有固定参数format和可变参数（用”…”表示）.

而我们又可以用各种方式来调用printf,如:

printf( "%d ",value);

printf( "%s ",str);

printf( "the number is %d ,string is:%s ", value, str);

二.实现原理

C语言用宏来处理这些可变参数。

这些宏看起来很复杂，其实原理挺简单：就是根据参数入栈的特点从最靠近第一个可变参数的固定参数开始，依次获取每个可变参数的地址.下面我们来分析这些宏.

在VC中的stdarg.h头文件中，针对不同平台有不同的宏定义，我们选取X86平台下的宏定义：

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 )

可以用下图来表示:

在VC等绝大多数C编译器中，默认情况下，参数进栈的顺序是由右向左的，因此，参数进栈以后的内存模型如下图所示：最后一个固定参数的地址位于第一个可变参数之下，并且是连续存储的。
|——————————————————————————|
|最后一个可变参数 | -> 高内存地址处
|——————————————————————————|
...................
|——————————————————————————|
|第N个可变参数 | ->
va_arg(arg_ptr,int)后arg_ptr所指的地方,
| | 即第N个可变参数的地址。
|——————————————— |
………………………….
|——————————————————————————|
|第一个可变参数 | ->
va_start(arg_ptr,start)后arg_ptr所指的地方
| | 即第一个可变参数的地址
|——————————————— |
|———————————————————————— ——|
| |
|最后一个固定参数 | -> start的起始地址
|—————————————— —| .................
|—————————————————————————— |
| |
|——————————————— |-> 低内存地址处

三.printf研究

下面是一个简单的printf函数的实现，参考了中的156页的例子，读者可以结合书上的代码与本文参照。

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

//一个简单的类似于printf的实现，//参数必须都是int 类型

void myprintf(char* fmt, ...){

	char* pArg=NULL; //等价于原来的va_list

	char c;

	pArg = (char*)&fmt; //注意不要写成p = fmt !!因为这里要对参数取址，而不是取值

	pArg += sizeof(fmt); //等价于原来的va_start

	do{

		c =*fmt;

		if (c != '%'){

			putchar(c); //照原样输出字符

		}else{

			//按格式字符输出数据

			switch(*(++fmt)){

			case 'd':

				printf( "%d",*((int*)pArg));

				break;

			case 'x':

				printf( "%#x",*((int*)pArg));

				break;

			default:

				break;

			}

			pArg += sizeof(int); //等价于原来的va_arg

		}

		++fmt;

	}while (*fmt != '');

	pArg = NULL; //等价于va_end

	return;

}

int main(){

	int i = 1234;

	int j = 5678;

	myprintf( "the first test:i=%d

",i);

	myprintf( "the secend test:i=%d; %x;j=%d; ",i,0xabcd,j);

	system( "pause ");

	return 0;

}

输出:

the first test:i=1234

the secend test:i=1234; 0xabcd;j=5678;

四.应用

求最大值:

#include <stdarg.h>//不定数目参数需要的宏

#include <stdio.h>

int max(int n,int num, ...){

	int m = num;

	int i = 0;

	va_list x;//说明变量x

	va_start(x,num);//x被初始化为指向num后的第一个参数

	for(i=1; i<n; i++){

		//将变量x所指向的int类型的值赋给y,同时使x指向下一个参数

		int y = va_arg(x,int);

		if(y>m){

			m=y;

		}

	}

	va_end(x);//清除变量x

	return m;

}

int main(){

	int ret1 = max(3,5,56,55);

	int ret2 = max(6,0,4,32,45,533,6565);

	printf( "%d,%d ",ret1,ret2);

	return 0;

}

输出:

56,6565

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