va_list、va_start、va_arg、va_end宏的學習

    今天學習碰到va_list、va_start、va_arg、va_end這些宏,仔細看了下MSDN,又在網上看了各位高手的解釋,轉來參考。

 

 


 

     當你的函數的參數個數不確定時,就可以使用上述宏進行動態處理,爲你的程序增加靈活性。

 

    首先介紹宏_INTSIZEOF(n),它求出變量佔用內存空間的大小,是va的實現的基礎。

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


#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )           //第一個可選參數地址#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一個參數地址#define va_end(ap)    ( ap = (va_list)0 )                            // 將指針置爲無效


下表是針對函數int TestFunc(int n1, int n2, int n3, …)

參數傳遞時的內存堆棧情況。(C編譯器默認的參數傳遞方式是__cdecl。)

對該函數的調用爲int result = TestFunc(a, b, c, d. e); 其中e爲結束標誌。

 

  

    從上圖中可以很清楚地看出va_xxx宏如此編寫的原因。

    1. va_start。爲了得到第一個可選參數的地址,我們有三種辦法可以做到:

    A) = &n3 + _INTSIZEOF(n3)// 最後一個固定參數的地址 + 該參數佔用內存的大小

    B) = &n2 + _INTSIZEOF(n3) + _INTSIZEOF(n2)// 中間某個固定參數的地址 + 該參數之後所有固定參數佔用的內存大小之和

    C) = &n1 + _INTSIZEOF(n3) + _INTSIZEOF(n2) + _INTSIZEOF(n1)// 第一個固定參數的地址 + 所有固定參數佔用的內存大小之和

    從編譯器實現角度來看,方法B),方法C)爲了求出地址,編譯器還需知道有多少個固定參數,以及它們的大小,沒有把問題分解到最簡單,所以不是很聰明的途 徑,不予採納;相對來說,方法A)中運算的兩個值則完全可以確定。va_start()正是採用A)方法,接受最後一個固定參數。調用va_start ()的結果總是使指針指向下一個參數的地址,並把它作爲第一個可選參數。在含多個固定參數的函數中,調用va_start()時,如果不是用最後一個固定 參數,對於編譯器來說,可選參數的個數已經增加,將給程序帶來一些意想不到的錯誤。(當然如果你認爲自己對指針已經知根知底,遊刃有餘,那麼,怎麼用就隨 你,你甚至可以用它完成一些很優秀(高效)的代碼,但是,這樣會大大降低代碼的可讀性。)

    注意:宏va_start是對參數的地址進行操作的,要求參數地址必須是有效的。一些地址無效的類型不能當作固定參數類型。比如:寄存器類型,它的地址不是有效的內存地址值;數組和函數也不允許,他們的長度是個問題。因此,這些類型時不能作爲va函數的參數的。

    2. va_arg身兼二職:返回當前參數,並使參數指針指向下一個參數。

    初看va_arg宏定義很彆扭,如果把它拆成兩個語句,可以很清楚地看出它完成的兩個職責。

#define va_arg(ap,t)    ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一個參數地址// 將( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )拆成:/* 指針ap指向下一個參數的地址 */1. ap += _INTSIZEOF(t);         // 當前,ap已經指向下一個參數了/* ap減去當前參數的大小得到當前參數的地址,再強制類型轉換後返回它的值 */2. return *(t *)( ap - _INTSIZEOF(t)) 

 

 


Example:

CString AppendString(CString str1,...)//一個連接字符串的函數,參數個數可以動態變化
{
      LPCTSTR str=str1;//str需爲指針類型,因爲va_arg宏返回的是你的參數的指針,但是如果你的參數爲int等簡                       //單類型,則不必爲指針,因爲變量名實際上即是指針。
      CString res;
      va_list marker;     //你的類型鏈表
      va_start(marker,str1);//初始化你的marker鏈表

      while(str!="ListEnd")//ListEnd:參數的結束標誌,十分重要,在實際中需自行指定
      {
          res+=str;
          str=va_arg(marker,CString);//取得下一個指針
      }
      va_end(marker);//結束,與va_start合用
      return res;
}

int main()
{
      CString    str=AppendString("xu","zhi","hong","ListEnd");
      cout<<str.GetBuffer(str.GetLength())<<endl;
      return 0;
}

輸出 xuzhihong
    CString AppendString(CString str1,...),因爲連接字符串的參數可以動態變化,你不知用戶要進行連接的字符串個數是多少,所以你可以用…來代替。但是要注意的是你的函數要有一個參數作爲標誌來表示結束,否則會出錯。在上例中用ListEnd作爲結束符。還有va_arg返回的是你參數內容的指針。上例在支持MFC程序的console下運行通過。

    可變參數函數的原型聲明格式爲:type VAFunction(type arg1, type arg2, … );

    參數可以分爲兩部分:個數確定的固定參數和個數可變的可選參數。函數至少需要一個固定參數,固定參數的聲明和普通函數一樣;可選參數由於個數不確定,聲明時用"…"表示。固定參數和可選參數公同構成一個函數的參數列表。

    藉助上面這個簡單的例2,來看看各個va_xxx的作用。

    va_list arg_ptr:定義一個指向個數可變的參數列表指針;

    va_start(arg_ptr, argN):使參數列表指針arg_ptr指向函數參數列表中的第一個可選參數,說明:argN是位於第一個可選參數之前的固定參數,(或者說,最後一個 固定參數;…之前的一個參數),函數參數列表中參數在內存中的順序與函數聲明時的順序是一致的。如果有一va函數的聲明是void va_test(char a, char b, char c, …),則它的固定參數依次是a,b,c,最後一個固定參數argN爲c,因此就是va_start(arg_ptr, c)。

    va_arg(arg_ptr, type):返回參數列表中指針arg_ptr所指的參數,返回類型爲type,並使指針arg_ptr指向參數列表中下一個參數。

    va_copy(dest, src):dest,src的類型都是va_list,va_copy()用於複製參數列表指針,將dest初始化爲src。

    va_end(arg_ptr):清空參數列表,並置參數指針arg_ptr無效。說明:指針arg_ptr被置無效後,可以通過調用va_start ()、va_copy()恢復arg_ptr。每次調用va_start() / va_copy()後,必須得有相應的va_end()與之匹配。參數指針可以在參數列表中隨意地來回移動,但必須在va_start() … va_end()之內。

 


#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )           //第一個可選參數地址#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一個參數地址#define va_end(ap)    ( ap = (va_list)0 )                            // 將指針置爲無效


下表是針對函數int TestFunc(int n1, int n2, int n3, …)

參數傳遞時的內存堆棧情況。(C編譯器默認的參數傳遞方式是__cdecl。)

對該函數的調用爲int result = TestFunc(a, b, c, d. e); 其中e爲結束標誌。


    回想到printf/scanf系列函數的%d %s之類的格式化指令,我們不難理解這些它們的用途了- 明示參數強制轉換的類型。

    (注:printf/scanf沒有使用va_xxx來實現,但原理是一致的。)

    3.va_end很簡單,僅僅是把指針作廢而已。

    #define va_end(ap) (ap = (va_list)0) // x86平臺

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