【C语言】浅谈可变参数与printf函数

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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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