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C語言可變參數(shù)與內(nèi)存管理超詳細講解

更新時間：2023年01月02日 10:37:53 作者：宗^_^宗

有時，您可能會碰到這樣的情況，您希望函數(shù)帶有可變數(shù)量的參數(shù)，而不是預(yù)定義數(shù)量的參數(shù)。C 語言為這種情況提供了一個解決方案，這篇文章主要介紹了C語言可變參數(shù)與內(nèi)存管理

概述

有時，您可能會碰到這樣的情況，您希望函數(shù)帶有可變數(shù)量的參數(shù)，而不是預(yù)定義數(shù)量的參數(shù)。C 語言為這種情況提供了一個解決方案，它允許您定義一個函數(shù)，能根據(jù)具體的需求接受可變數(shù)量的參數(shù)。下面的實例演示了這種函數(shù)的定義。

int func(int, ... ) 
{
   .
   .
   .
}
int main()
{
   func(2, 2, 3);
   func(3, 2, 3, 4);
}

請注意，函數(shù)func()最后一個參數(shù)寫成省略號，即三個點號（...），省略號之前的那個參數(shù)是int，代表了要傳遞的可變參數(shù)的總數(shù)。為了使用這個功能，您需要使用stdarg.h頭文件，該文件提供了實現(xiàn)可變參數(shù)功能的函數(shù)和宏。具體步驟如下：

定義一個函數(shù)，最后一個參數(shù)為省略號，省略號前面可以設(shè)置自定義參數(shù)。
在函數(shù)定義中創(chuàng)建一個va_list類型變量，該類型是在 stdarg.h 頭文件中定義的。
使用int參數(shù)和va_start宏來初始化va_list變量為一個參數(shù)列表。宏 va_start 是在 stdarg.h 頭文件中定義的。
使用va_arg宏和va_list變量來訪問參數(shù)列表中的每個項。
使用宏va_end來清理賦予va_list變量的內(nèi)存。

現(xiàn)在讓我們按照上面的步驟，來編寫一個帶有可變數(shù)量參數(shù)的函數(shù)，并返回它們的平均值：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
double average(int num,...)
{
    va_list valist;
    double sum = 0.0;
    int i;
    /* 為 num 個參數(shù)初始化 valist */
    va_start(valist, num);
    /* 訪問所有賦給 valist 的參數(shù) */
    for (i = 0; i < num; i++)
    {
       sum += va_arg(valist, int);
    }
    /* 清理為 valist 保留的內(nèi)存 */
    va_end(valist);
    return sum/num;
}
int main()
{
   printf("Average of 2, 3, 4, 5 = %f\n", average(4, 2,3,4,5));
   printf("Average of 5, 10, 15 = %f\n", average(3, 5,10,15));
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果。應(yīng)該指出的是，函數(shù)average()被調(diào)用兩次，每次第一個參數(shù)都是表示被傳的可變參數(shù)的總數(shù)。省略號被用來傳遞可變數(shù)量的參數(shù)。

Average of 2, 3, 4, 5 = 3.500000
Average of 5, 10, 15 = 10.000000

C 語言為內(nèi)存的分配和管理提供了幾個函數(shù)。這些函數(shù)可以在<stdlib.h>頭文件中找到。

注意：void * 類型表示未確定類型的指針。C、C++ 規(guī)定 void * 類型可以通過類型轉(zhuǎn)換強制轉(zhuǎn)換為任何其它類型的指針。

動態(tài)分配內(nèi)存

編程時，如果您預(yù)先知道數(shù)組的大小，那么定義數(shù)組時就比較容易。例如，一個存儲人名的數(shù)組，它最多容納 100 個字符，所以您可以定義數(shù)組，如下所示：

char name[100];

但是，如果您預(yù)先不知道需要存儲的文本長度，例如您想存儲有關(guān)一個主題的詳細描述。在這里，我們需要定義一個指針，該指針指向未定義所需內(nèi)存大小的字符，后續(xù)再根據(jù)需求來分配內(nèi)存，如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
   strcpy(name, "Zara Ali");
   /* 動態(tài)分配內(nèi)存 */
   description = (char *)malloc( 200 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student in class 10th");
   }
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th

上面的程序也可以使用calloc()來編寫，只需要把 malloc 替換為 calloc 即可，如下所示：

calloc(200, sizeof(char));

當(dāng)動態(tài)分配內(nèi)存時，您有完全控制權(quán)，可以傳遞任何大小的值。而那些預(yù)先定義了大小的數(shù)組，一旦定義則無法改變大小。

重新調(diào)整內(nèi)存的大小和釋放內(nèi)存

當(dāng)程序退出時，操作系統(tǒng)會自動釋放所有分配給程序的內(nèi)存，但是，建議您在不需要內(nèi)存時，都應(yīng)該調(diào)用函數(shù)free()來釋放內(nèi)存。

或者，您可以通過調(diào)用函數(shù)realloc()來增加或減少已分配的內(nèi)存塊的大小。讓我們使用 realloc() 和 free() 函數(shù)，再次查看上面的實例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
   strcpy(name, "Zara Ali");
   /* 動態(tài)分配內(nèi)存 */
   description = (char *)malloc( 30 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student.");
   }
   /* 假設(shè)您想要存儲更大的描述信息 */
   description = (char *) realloc( description, 100 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcat( description, "She is in class 10th");
   }
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );
   /* 使用 free() 函數(shù)釋放內(nèi)存 */
   free(description);
}

當(dāng)上面的代碼被編譯和執(zhí)行時，它會產(chǎn)生下列結(jié)果：