提供了编程的基础技术教程

zl程序教程

您现在的位置是：首页 >  后端

当前栏目

C/C++中可变参数的用法详细解析

C++ 解析 详细 用法 参数 可变
2023-06-13 09:15:05 时间

可变参数即表示参数个数可以变化，可多可少，也表示参数的类型也可以变化，可以是int，double还可以是char*，类，结构体等等。可变参数是实现printf()，sprintf()等函数的关键之处，也可以用可变参数来对任意数量的数据进行求和，求平均值带来方便（不然就用数组或每种写个重载）。在C#中有专门的关键字parame，但在C,C++并没有类似的语法，不过幸好提供这方面的处理函数，本文将重点介绍如何使用这些函数。

第一步可变参数表示
用三个点…来表示，查看printf()函数和scanf()函数的声明：
intprintf(constchar*,...);
intscanf(constchar*,...);

这三个点用在宏中就是变参宏（VariadicMacros），默认名称为__VA_ARGS__。如：
#defineWriteLine(...){printf(__VA_ARGS__);putchar("\n");}
再WriteLine("MoreWindows");

考虑下printf()的返回值是表示输出的字节数。将上面宏改成：
#defineWriteLine(...)printf(__VA_ARGS__)+(putchar("\n")!=EOF?1:0);
这样就可以得到WriteLine宏的返回值了，它将返回输出的字节数，包括最后的"\n"。如下例所示i和j都将输出12。

复制代码代码如下:

      inti=WriteLine("MoreWindows");
      WriteLine("%d",i);
      intj=printf("%s\n","MoreWindows");
      WriteLine("%d",j);

第二步如何处理va_list类型
函数内部对可变参数都用va_list及与它相关的三个宏来处理，这是实现变参参数的关键之处。
在<stdarg.h>中可以找到va_list的定义：
typedefchar* va_list;
再介绍与它关系密切的三个宏要介绍下：va_start()，va_end()和va_arg()。

同样在<stdarg.h>中可以找到这三个宏的定义：
#defineva_start(ap,v) (ap=(va_list)&v+_INTSIZEOF(v))
#defineva_end(ap)     (ap=(va_list)0)
#defineva_arg(ap,t)   (*(t*)((ap+=_INTSIZEOF(t))-_INTSIZEOF(t)))
其中用到的_INTSIZEOF宏定义如下：
#define_INTSIZEOF(n)((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int)-1))

来分析这四个宏：
va_end(ap)这个最简单，就是将指针置成NULL。
va_start(ap,v)中ap=(va_list)&v+_INTSIZEOF(v)先是取v的地址，再加上_INTSIZEOF(v)。_INTSIZEOF(v)就有点小复杂了。((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int)-1))全是位操作，看起来有点麻烦，其实不然，非常简单的，就是取整到sizeof(int)。比如sizeof(int)为4，1,2,3,4就取4，5,6,7,8就取8。对x向n取整用C语言的算术表达就是((x+n-1)/n)*n，当n为2的幂时可以将最后二步运算换成位操作——将最低n-1个二进制位清0就可以了。

va_arg(ap,t)就是从ap中取出类型为t的数据，并将指针相应后移。如va_arg(ap,int)就表示取出一个int数据并将指针向移四个字节。

因此在函数中先用va_start()得到变参的起始地址，再用va_arg()一个一个取值，最后再用va_end()收尾就可以解析可变参数了。

第三步vfprintf()函数和vsprintf()函数
vfprintf()这个函数很重要，光从名字上看就知道它与经常使用的printf()函数有很大的关联。它有多个重载版本，这里讲解最常用的一种：
函数原型

复制代码代码如下:

intvfprintf(

  FILE*stream,

  constchar*format,

  va_listargptr

);


第一个参数为一个FILE指针。FILE结构在C语言的读写文件必不可少。要对屏幕输出传入stdout。
第二个参数指定输出的格式。
第三个参数是va_list类型，这个少见，但其实就是一个char*表示可变参参数的起始地址。
返回值：成功返回输出的字节数（不包括最后的"\0"），失败返回-1。
vsprintf()与上面函数类似，就只列出函数原型了：
复制代码代码如下:
intvsprintf(

  char*buffer,

  constchar*format,

  va_listargptr

);


还有一个int_vscprintf(constchar*format,va_listargptr);可以用来计算vsprintf()函数中的buffer字符串要多少字节的空间。

代码范例
下面就给出了自己实现的printf()函数(注1)与WriteLine()函数
 

复制代码代码如下:
 intPrintf(char*pszFormat,...) 
{
      va_list  pArgList;

      va_start(pArgList,pszFormat);
      intnByteWrite=vfprintf(stdout,pszFormat,pArgList);
      va_end(pArgList);

      returnnByteWrite;
}

intWriteLine(char*pszFormat,...)
{
      va_list  pArgList;

      va_start(pArgList,pszFormat);
      intnByteWrite=vfprintf(stdout,pszFormat,pArgList);
      if(nByteWrite!=-1)
             putchar("\n");//注2
      va_end(pArgList);

      return(nByteWrite==-1?-1:nByteWrite+1);
}

调用与printf()函数相同。
再给出一个用可变参数来求和，遗憾的在C,C++中无法确定传入的可变参数的个数（printf()中是通过扫描"%"个数来确实参数的个数的），因此要么就要指定个数，要么在参数的最后要设置哨兵数值：
设置哨兵数值：
复制代码代码如下:
constintGUARDNUMBER=0;//哨兵标识
//变参参数的个数无法确定，在printf()中是通过扫描"%"个数，在这通过设置哨兵标识来确定变参参数的终止
intMySum(inti,...)
{
      intsum=i;
      va_listargptr;

      va_start(argptr,i);
      while((i=va_arg(argptr,int))!=GUARDNUMBER)
             sum+=i;
      va_end(argptr);

      returnsum;
}

可以这样的调用：  printf("%d\n",MySum(1,3,5,7,9,0));
但不可以直接传入一个0：  printf("%d\n",MySum(0));//error
指定个数：
复制代码代码如下:
intMySum(intnCount,...)
{
      if(nCount<=0)
             return0;

      intsum=0;
      va_listargptr;

      va_start(argptr,nCount);
      for(inti=0;i<nCount;i++)
             sum+=va_arg(argptr,int);
      va_end(argptr);

      returnsum;
}

调用时第一个参数表示后面参数的个数如：
      printf("%d\n",MySum(5,1,3,5,7,9));
      printf("%d\n",MySum(0));

代码所用的头文件：
#include<stdarg.h>
#include<stdio.h>

可变参数的使用方法远远不止上述几种，不过在C,C++中使用可变参数时要小心，在使用printf()等函数时传入的参数个数一定不能比前面的格式化字符串中的"%"符号个数少，否则会产生访问越界，运气不好的话还会导致程序崩溃。

可变参数的原形理涉及到调用函数时参数的入栈问题，这个下次再开一篇进行专门的探讨。

注1．网上有不用vfprintf()自己解析参数来实现printf()的，但很少能将功能做到与printf()相近（实际上能完全熟悉printf()的人已经就不多，不信的话可以先看看《C陷阱与缺陷》了解printf()很多不太常用的参数，再去MicrosoftVisualStudio\VC98\CRT\SRC中查看OUTPUT.C对printf()的实现）。

注2．如果输出单个字符putchar(ch)会比printf(“%c”,ch)效率高的多。在字符串不长的情况下，多次调用putchar()也会比调用printf(“%s\n”,szStr);的效率高。在函数大量调用时非常明显。

相关文章