关于可变函数va_list原理及用法
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C语言允许定义参数数量可变的函数，这种函数需要固定数量的强制参数，后面是数量可变的可选参数。
变参问题是指参数的个数不定，可以是传入一个参数也可以是多个;可变参数中的每个参数的类型可以不同,也可以相同;可变参数的每个参数并没有实际的名称与之相对应，用起来是很灵活。
VA函数（variable argument function），参数个数可变函数，又称可变参数函数。
C/C++编程中，系统提供给编程人员的va函数很少。printf()/scanf()系列函数，用于输入输出时格式化字符串；exec()系列函数，用于在程序中执行外部文件(main(int argc,charargv[]算不算呢，与其说main()也是一个可变参数函数，倒不如说它是exec*()经过封装后的具备特殊功能和意义的函数，至少在原理这一级上有很多相似之处)。由于参数个数的不确定，使va函数具有很大的灵活性，易用性。
0可变函数简介
说起可变函数，最先想到的肯定是printf和scanf函数。
对于printf函数
1extern int printf(const char *format,...);
printf FORMAT [ARGUMENT]…
printf OPTION
FORMAT控制输出，就像C printf一样。解释序列是:
名称 说明 \"双引号 \\反斜杠 \a警报(BEL) \b退格 \c不会产生进一步的输出 \e逃脱 \f格式馈送 \nnew line \r回车符 \thorizontal TAB \v垂直制表符 \NNN字节与八进制值 NNN(1到3位数字\077代表>)\xHH字节，十六进制值 HH(1到2位数字\x3e代表>)\uHHHHUnicode (ISO/IEC 10646)字符，十六进制值HHHH(4位数字) \UHHHHHHHH十六进制值为HHHHHHHH的Unicode字符(8位) %%单个% %bARGUMENT作为字符串，解释''转义，但八进制转义的形式为\0或\0NNN %qARGUMENT以一种可以重用为shell输入的格式打印，用POSIX $ “语法转义不可打印的字符。 以及所有以
diouxXfeEgGcs之一结尾的C格式规范，首先将ARGUMENTs转换为适当的类型。处理可变宽度。
- 参数format表示如何来格式字符串的指令，…
- 表示可选参数，调用时传递给”…“的参数可有可无，根据实际情况而定。
系统提供了vprintf系列格式化字符串的函数，用于编程人员封装自己的I/O函数。
1可变函数使用
1.1使用对应存在的可变函数
1 // 从标准输入/输出格式化字符串
2int vprintf / vscanf(const char * format, va_list ap);
1// 从文件流
2int vfprintf / vfsacanf(FILE * stream, const char * format, va_list ap);
1// 从字符串
2int vsprintf / vsscanf(char * s, const char * format, va_list ap);
比如上述几个可变函数
1#include <stdio.h>
2#include <stdarg.h>
3char buffer[80] = {0};
4int WriteLog(const char * format, ...)
5{
6 va_list arg_ptr;
7 va_start(arg_ptr, format);
8 int nWrittenBytes = vsprintf(buffer, format, arg_ptr);
9 va_end(arg_ptr);
10 return nWrittenBytes;
11}
12
13
14int main()
15{
16 int nYear = 2023;
17 int nMonth = 7;
18 int nDay = 1;
19 int nHour = 21;
20 int nMinute = 31;
21 int nSec = 0;
22 char szUserName[] = "CoolFly";
23 int nUserID = 9527;
24 // 调用时，与使用printf()没有区别。
25 WriteLog("%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d %s/%04d",
26 nYear, nMonth, nDay, nHour, nMinute, nSec, szUserName, nUserID);
27 printf("%s\n", buffer);
28 return 0;
29}
对应输出
12023-07-01 21:31:00 CoolFly/9527
1.2构造可变函数
通过va_arg方式
1#include <stdio.h>
2#include <stdarg.h>
3int SqSum(int n1, ...)
4{
5 va_list arg_ptr;
6 int nSqSum = 0, n = n1;
7 va_start(arg_ptr, n1);
8 while (n > 0) {
9 nSqSum += (n * n);
10 n = va_arg(arg_ptr, int);
11 }
12 va_end(arg_ptr);
13 return nSqSum;
14}
15
16int main()
17{
18 int nSqSum = SqSum(9, 9, 5, 2, 7, -1);
19 printf("%d", nSqSum);
20 return 0;
21}
输出
1240
2可变函数原理
2.1va_list arg_ptr
定义一个指向个数可变的参数列表指针
2.2va_start(arg_ptr, argN)
- 使参数列表指针arg_ptr指向函数参数列表中的第一个可选参数
- argN是位于第一个可选参数之前的固定参数（或者说，最后一个固定参数；…之前的一个参数）
如果有一va函数的声明是
1void va_test(char a, char b, char c, ...)它的固定参数依次是a,b,c，最后一个固定参数argN为c，因此就是va_start(arg_ptr, c)，函数参数列表中参数在内存中的顺序与函数声明时的顺序是一致的。
2.3va_arg(arg_ptr, type)
返回参数列表中指针arg_ptr所指的参数，返回类型为type，并使指针arg_ptr指向参数列表中下一个参数。(优点类似，出栈出队列)
2.4va_copy(dest, src)
dest，src的类型都是va_list，va_copy()用于复制参数列表指针，将dest初始化为src。
va_copy()后，必须得有相应的va_end()与之匹配。参数指针可以在参数列表中随意地来回移动，但必须在va_start()和va_end()之内。
2.5va_end(arg_ptr)
清空参数列表，并置参数指针arg_ptr无效。说明：指针arg_ptr被置无效后，可以通过调用va_start()、va_copy()恢复arg_ptr。
每次调用va_start()后，必须得有相应的va_end()与之匹配。参数指针可以在参数列表中随意地来回移动，但必须在va_start()和va_end()之内。
2.6x86平台定义
1typedef char* va_list;
2#define _ADDRESSOF(v) (&(v))
3#define _INTSIZEOF(n) ((sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1))
4
5#define __crt_va_start_a(ap, v) ((void)(ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v)))
6#define __crt_va_arg(ap, t) (*(t*)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)))
7#define __crt_va_end(ap) ((void)(ap = (va_list)0))
8
9#define va_start __crt_va_start
10#define va_arg __crt_va_arg
11#define va_end __crt_va_end
12#define va_copy(destination, source) ((destination) = (source))
3总结
从可变参数的实现可以看出，指针的合理运用，把C语言简洁、灵活的特性表现得淋漓尽致，叫人不得不佩服C的强大和高效。不可否认的是，给编程人员太多自由空间必然使程序的安全性降低。可变参数中，为了得到所有传递给函数的参数，需要用va_arg依次遍历。其中存在两个隐患：
-
如何确定参数的类型
va_arg在类型检查方面与其说非常灵活，不如说是很不负责，因为是强制类型转换，va_arg都把当前指针所指向的内容强制转换到指定类型
-
结束标志
如果没有结束标志的判断，va将按默认类型依次返回内存中的内容，直到访问到非法内存而出错退出。