前言

可變參數(shù)列表，使用起來像是數(shù)組，學習過函數(shù)棧幀的話可以發(fā)現(xiàn)實際上他也就是在棧區(qū)定義的一塊空間當中連續(xù)訪問，不過他不支持直接在中間部分訪問。

聲明： 以下所有測試都是在x86，vs2013下完成的。

一、可變參數(shù)列表是什么？

在我們初始C語言的第一節(jié)課的時候我們就已經(jīng)接觸了可變參數(shù)列表，在printf的過程當中我們通常可以傳遞大量要打印的參數(shù)，但是我們卻不知道他是如何做到的，今天就帶大家剖析它。

二、怎么用可變參數(shù)列表

首先我們要引入windows.h的頭文件

然后我們先要介紹以下幾個宏。在這里我們先簡述它的功能，在后面會有詳細的講解，這里是為了方便大家入門。

typedef char* va_list;  //類型的重定義

#define _ADDRESSOF(v) (&(v))//一個取地址的宏。

1._ADDRESSOF：取傳入變量的地址。

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

2._INTSIZEOF：該宏功能是讓n的類型往4的倍數(shù)上取整。

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

下面一段代碼進行解釋：

#pragma pack(1)//設置默認對其數(shù)為1
struct A
{
	char ch[11];
};

int main()
{
	printf("int : %d\n", _INTSIZEOF(int));
	printf("double: %d\n", _INTSIZEOF(double));
	printf("short: %d\n", _INTSIZEOF(short));
	printf("float: %d\n", _INTSIZEOF(float));
	printf("long long int: %d\n", _INTSIZEOF(long long int));
	printf("struct A:%d\n", _INTSIZEOF(struct A));
	return 0;
}

結果：

3.__crt_va_start_a：取變量v的地址強轉為char*然后向指向v類型對其數(shù)后，即找到第一個可變參數(shù)列表當中的變量！

#define __crt_va_start_a(ap, v) \
((void)(ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v)))

4.__crt_va_arg：將ap提前指向下一個要訪問的位置，并且返回當前訪問的內容。 注意+=后ap指向下一個要訪問的地址，但是返回的內容是當前的。

#define __crt_va_arg(ap, t)   \
      (*(t*)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)))

5.__crt_va_end：將ap置成NULL。

#define __crt_va_end(ap)\
 ((void)(ap = (va_list)0))

緊接著我們看一下以下幾個定義。

#define va_start __crt_va_start
#define va_arg   __crt_va_arg
#define va_end   __crt_va_end

測試：找一組不存放在數(shù)組當中的最大的一個數(shù)據(jù)返回。

int Find_Max(int num, ...)
{
	//定義一個char* 的變量arg
	va_list arg;
	//將arg指向第一個可變參數(shù)
	va_start(arg, num);
	//將max置成第一個可變參數(shù)，然后arg指向下一個可變參數(shù)
	int max = va_arg(arg, int);
	//循環(huán)num-1次，訪問完剩下的可變參，找到最大的賦值給max
	for (int i = 1; i < num; ++i)
	{
		int r;
		if (max < (r = va_arg(arg, int)))
		{
			max = r;
		}
	}
	//將arg指針變量置成NULL，避免野指針
	va_end(arg);
	return max;
}

int main()
{
	int ret = Find_Max(5, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5);
	printf("ret :%d\n", ret);
	return 0;
}

結果：

三、對于宏的深度剖析

雖然在Linux下的進程地址空間是由高到低排列的，但是由于vs下的內存是從低字節(jié)到高字節(jié)的，我們的棧會和linux下畫的不太一樣，但是都是朝著低地址方向擴展的。這是方便大家理解。

Linux的進程地址空間示意圖：

代碼棧幀示意圖：

隱式類型轉換

舉個栗子，當我們執(zhí)行下面的代碼，當我們以char類型傳參，但函數(shù)體依舊以int的步長獲取，此時會出錯嗎？

#include<stdio.h>
#include<windows.h>
int Find_Max(int num, ...)
{
	//定義一個char* 的變量arg
	va_list arg;
	//將arg指向第一個可變參數(shù)
	va_start(arg, num);
	//將max置成第一個可變參數(shù)，然后arg指向下一個可變參數(shù)
	int max = va_arg(arg, int);
	//循環(huán)num-1次，訪問完剩下的可變參，找到最大的賦值給max
	for (int i = 1; i < num; ++i)
	{
		int r;
		if (max < (r = va_arg(arg, int)))
		{
			max = r;
		}
	}
	//將arg指針變量置成NULL，避免野指針
	va_end(arg);
	return max;
}

int main()
{
	char a = '1'; //ascii值: 49
	char b = '2'; //ascii值: 50
	char c = '3'; //ascii值: 51
	char d = '4'; //ascii值: 52
	char e = '5'; //ascii值: 53
	int ret = Find_Max(5, a, b, c, d, e);
	//int ret = Find_Max(5, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5);
	printf("ret :%d\n", ret);
	system("pause");
}

答案：

不會的，由于壓棧的時候是通過寄存器傳參的，32位下的寄存器就是4個字節(jié)。

壓棧時的匯編：其中第一條不是mov，而是movsx，即匯編語言數(shù)據(jù)傳送指令MOV的變體。帶符號擴展，并傳送。也就是整形提升。

同理：用float傳參，用double字長走，也是沒有問題的。

總結：

所以我們習慣在函數(shù)體內部(Find_Max)用int/double為長度走，而傳參的時候我們可以用char/short/float等等類型。

注意：

64位下的定義和32位下差異是很大的。

為什么按照4字節(jié)對齊：

先前講到在短整型，在壓棧的過程中會發(fā)生整形提升，那么從棧幀中要拿到對應的數(shù)據(jù)也要按照對應的方法提取。

_INTSIZEOF的數(shù)學理解：

_INTSIZEOF(n)的意思：計算一個最小數(shù)字x，滿足 x>=n && x%4==0，n表示sizeof(n)的值。即該類型的大小要滿足往n的整數(shù)倍對齊，且最小不能小于n。

以4字節(jié)對齊為栗子：

n%4 == 0，則 ret = n;

n %4 != 0 , 則 ret = (n+ 4 - 1)/4 *4;

(n+ 4 - 1)/4 -->假設 n為1到4，那么(n + 4 - 1)/4的結果都是1，再乘上對其數(shù)4就是以4對齊的最小對齊數(shù)了。就能將這4個數(shù)值范圍的最小對齊倍數(shù)控制在同一個值。

我們觀察(n+ 4 -1)/4 *4,/4實際上就是將二進制序列往右移，*4就是把二進制序列往左移動，這一來一回實際上就是把最低兩位置成0，那么我們還可以簡化成：
(n+ 4 -1) & ~3 ，也就是源碼當中的定義了?。?/p>

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

對兩個函數(shù)的重新認知

對printf的理解：

在上述的例子中，宏是無法判斷實際存在參數(shù)的數(shù)量，以及實際參數(shù)的類型的，那么在printf當中，必定有能夠確定參數(shù)數(shù)量以及辨別參數(shù)類型的方法，實際上也就是%c,%d,%lf，其中%的數(shù)量除了%%外的%的數(shù)量實際上就能讓我們得知參數(shù)的數(shù)量，而%c，%d，實際上也就說明了對應的類型。

對exec系列的理解：

在進程控制，當時講述了實際上只有一個系統(tǒng)調用execve，其他函數(shù)exec函數(shù)最終都是要調用execve函數(shù)，那么是如何實現(xiàn)從參數(shù)l到v這個過程的呢？

答案：

實際上訪問到null為止，傳參的數(shù)量用一個count一直計數(shù)就能拿到，而類型毫無疑問就是char*，我們可以用strlen去計算要走多長。(不過兩個char數(shù)組通常會間隔多8個字節(jié))

總結

到此這篇關于C語言可變參數(shù)列表的文章就介紹到這了,更多相關C語言可變參數(shù)列表內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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