我們知道va_start,va_arg,va_end是在stdarg.h中被定義成宏的,由於1、硬件平台的不同 2、編譯器的不同,所以定義的宏也有所不同。
在ANSI C中，這些宏的定義位於stdarg.h中，典型的實現如下：
typedef char *va_list;
va_start宏，獲取可變參數列表的第一個參數的地址（list是類型為va_list的指針，param1是可變參數最左邊的參數）：
#define va_start(list,param1) ( list = (va_list)¶m1+ sizeof(param1) )
va_arg宏，獲取可變參數的當前參數，返回指定類型並將指針指向下一參數（mode參數描述了當前參數的類型）：
#define va_arg(list,mode) ( (mode *) ( list += sizeof(mode) ) )[-1]
va_end宏，清空va_list可變參數列表：
#define va_end(list) ( list = (va_list)0 )
注：以上sizeof()只是為了說明工作原理，實際實現中，增加的字節數需保證為為int的整數倍
如：#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
為了理解這些宏的作用，我們必須先搞清楚：C語言中函數參數的內存布局。首先，函數參數是存儲在棧中的，函數參數從右往左依次入棧。
以下面函數為討論對象：
void test(char *para1，char *param2，char *param3, char *param4)
{
va_list list;
......
return;
}
在linux中，棧由高地址往低地址生長,調用test函數時，其參數入棧情況如下：
當調用va_start(list,param1) 時：list指針指向情況對應下圖：
最復雜的宏是va_arg。它必須返回一個由va_list所指向的恰當的類型的數值，同時遞增va_list，使它指向參數列表中的一個參數(即遞增的大小等於與va_arg宏所返回的數值具有相同類型的對象的長度)。因為類型轉換的結果不能作為賦值運算的目標，所以va_arg宏首先使用sizeof來確定需要遞增的大小，然后把它直接加到va_list上，這樣得到的指針再被轉換為要求的類型。因為該指針現在指向的位置"過"了一個類型單位的大小，所以我們使用了下標-1來存取正確的返回參數。
原地址：https://www.cnblogs.com/bettercoder/p/3488299.html
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(一)寫一個簡單的可變參數的C函數
下面我們來探討如何寫一個簡單的可變參數的C函數.寫可變參數的
C函數要在程序中用到以下這些宏:
void va_start( va_list arg_ptr, prev_param );
type va_arg( va_list arg_ptr, type );
void va_end( va_list arg_ptr );
va在這里是variable-argument(可變參數)的意思.
這些宏定義在stdarg.h中,所以用到可變參數的程序應該包含這個
頭文件.下面我們寫一個簡單的可變參數的函數,改函數至少有一個整數
參數,第二個參數也是整數,是可選的.函數只是打印這兩個參數的值.
void simple_va_fun(int i, ...)
{
va_list arg_ptr;
int j=0;
va_start(arg_ptr, i);
j=va_arg(arg_ptr, int);
va_end(arg_ptr);
printf("%d %d\n", i, j);
return;
}
我們可以在我們的頭文件中這樣聲明我們的函數:
extern void simple_va_fun(int i, ...);
我們在程序中可以這樣調用:
simple_va_fun(100);
simple_va_fun(100,200);
從這個函數的實現可以看到,我們使用可變參數應該有以下步驟:
1)首先在函數里定義一個va_list型的變量,這里是arg_ptr,這個變
量是指向參數的指針.
2)然后用va_start宏初始化變量arg_ptr,這個宏的第二個參數是第
一個可變參數的前一個參數,是一個固定的參數.
3)然后用va_arg返回可變的參數,並賦值給整數j. va_arg的第二個
參數是你要返回的參數的類型,這里是int型.
4)最后用va_end宏結束可變參數的獲取.然后你就可以在函數里使
用第二個參數了.如果函數有多個可變參數的,依次調用va_arg獲
取各個參數.
如果我們用下面三種方法調用的話,都是合法的,但結果卻不一樣:
1)simple_va_fun(100);
結果是:100 -123456789(會變的值)
2)simple_va_fun(100,200);
結果是:100 200
3)simple_va_fun(100,200,300);
結果是:100 200
我們看到第一種調用有錯誤,第二種調用正確,第三種調用盡管結果
正確,但和我們函數最初的設計有沖突.下面一節我們探討出現這些結果
的原因和可變參數在編譯器中是如何處理的.
(二)可變參數在編譯器中的處理
我們知道va_start,va_arg,va_end是在stdarg.h中被定義成宏的,
由於1)硬件平台的不同 2)編譯器的不同,所以定義的宏也有所不同,下
面以VC++中stdarg.h里x86平台的宏定義摘錄如下(’\’號表示折行):
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 )
定義_INTSIZEOF(n)主要是為了某些需要內存的對齊的系統.C語言的函
數是從右向左壓入堆棧的,圖(1)是函數的參數在堆棧中的分布位置.我
們看到va_list被定義成char*,有一些平台或操作系統定義為void*.再
看va_start的定義,定義為&v+_INTSIZEOF(v),而&v是固定參數在堆棧的
地址,所以我們運行va_start(ap, v)以后,ap指向第一個可變參數在堆
棧的地址,如圖:
高地址|-----------------------------|
|函數返回地址 |
|-----------------------------|
|....... |
|-----------------------------|
|第n個參數(第一個可變參數) |
|-----------------------------|<--va_start后ap指向
|第n-1個參數(最后一個固定參數)|
低地址|-----------------------------|<-- &v
圖( 1 )
然后,我們用va_arg()取得類型t的可變參數值,以上例為int型為例,我
們看一下va_arg取int型的返回值:
j= ( *(int*)((ap += _INTSIZEOF(int))-_INTSIZEOF(int)) );
首先ap+=sizeof(int),已經指向下一個參數的地址了.然后返回
ap-sizeof(int)的int*指針,這正是第一個可變參數在堆棧里的地址
(圖2).然后用*取得這個地址的內容(參數值)賦給j.
高地址|-----------------------------|
|函數返回地址 |
|-----------------------------|
|....... |
|-----------------------------|<--va_arg后ap指向
|第n個參數(第一個可變參數) |
|-----------------------------|<--va_start后ap指向
|第n-1個參數(最后一個固定參數)|
低地址|-----------------------------|<-- &v
圖( 2 )
最后要說的是va_end宏的意思,x86平台定義為ap=(char*)0;使ap不再
指向堆棧,而是跟NULL一樣.有些直接定義為((void*)0),這樣編譯器不
會為va_end產生代碼,例如gcc在linux的x86平台就是這樣定義的.
在這里大家要注意一個問題:由於參數的地址用於va_start宏,所
以參數不能聲明為寄存器變量或作為函數或數組類型.
關於va_start, va_arg, va_end的描述就是這些了,我們要注意的
是不同的操作系統和硬件平台的定義有些不同,但原理卻是相似的.
(三)可變參數在編程中要注意的問題
因為va_start, va_arg, va_end等定義成宏,所以它顯得很愚蠢,
可變參數的類型和個數完全在該函數中由程序代碼控制,它並不能智能
地識別不同參數的個數和類型.
有人會問:那么printf中不是實現了智能識別參數嗎?那是因為函數
printf是從固定參數format字符串來分析出參數的類型,再調用va_arg
的來獲取可變參數的.也就是說,你想實現智能識別可變參數的話是要通
過在自己的程序里作判斷來實現的.
另外有一個問題,因為編譯器對可變參數的函數的原型檢查不夠嚴
格,對編程查錯不利.如果simple_va_fun()改為:
void simple_va_fun(int i, ...)
{
va_list arg_ptr;
char *s=NULL;
va_start(arg_ptr, i);
s=va_arg(arg_ptr, char*);
va_end(arg_ptr);
printf("%d %s\n", i, s);
return;
}
可變參數為char*型,當我們忘記用兩個參數來調用該函數時,就會出現
core dump(Unix) 或者頁面非法的錯誤(window平台).但也有可能不出
錯,但錯誤卻是難以發現,不利於我們寫出高質量的程序.
以下提一下va系列宏的兼容性.
System V Unix把va_start定義為只有一個參數的宏:
va_start(va_list arg_ptr);
而ANSI C則定義為:
va_start(va_list arg_ptr, prev_param);
如果我們要用system V的定義,應該用vararg.h頭文件中所定義的
宏,ANSI C的宏跟system V的宏是不兼容的,我們一般都用ANSI C,所以
用ANSI C的定義就夠了,也便於程序的移植.
1:當無法列出傳遞函數的所有實參的類型和數目時,可用省略號指定參數表
void foo(...);
void foo(parm_list,...);
2:函數參數的傳遞原理
函數參數是以數據結構:棧的形式存取,從右至左入棧.eg:
先介紹一下可變參數表的調用形式以及原理：
首先是參數的內存存放格式：參數存放在內存的堆棧段中，在執行函數的時候，從最后一個開始入棧。因此棧底高地址，棧頂低地址，舉個例子如下：
void func(int x, float y, char z);
那么，調用函數的時候，實參 char z 先進棧，然后是 float y，最后是 int x，因此在內存中變量的存放次序是 x->y->z，因此，從理論上說，我們只要探測到任意一個變量的地址，並且知道其他變量的類型，通過指針移位運算，則總可以順藤摸瓜找到其他的輸入變量。
下面是 <stdarg.h> 里面重要的幾個宏定義如下：
typedef char* va_list;
void va_start ( va_list ap, prev_param ); /* ANSI version */
type va_arg ( va_list ap, type );
void va_end ( va_list ap );
va_list 是一個字符指針，可以理解為指向當前參數的一個指針，取參必須通過這個指針進行。
<Step 1> 在調用參數表之前，定義一個 va_list 類型的變量，(假設va_list 類型變量被定義為ap)；
<Step 2> 然后應該對ap 進行初始化，讓它指向可變參數表里面的第一個參數，這是通過 va_start 來實現的，第一個參數是 ap 本身，第二個參數是在變參表前面緊挨着的一個變量,即“...”之前的那個參數；
<Step 3> 然后是獲取參數，調用va_arg，它的第一個參數是ap，第二個參數是要獲取的參數的指定類型，然后返回這個指定類型的值，並且把 ap 的位置指向變參表的下一個變量位置；
<Step 4> 獲取所有的參數之后，我們有必要將這個 ap 指針關掉，以免發生危險，方法是調用 va_end，他是輸入的參數 ap 置為 NULL，應該養成獲取完參數表之后關閉指針的習慣。
例如 int max(int n, ...); 其函數內部應該如此實現：
int max(int n, ...) { // 定參 n 表示后面變參數量，定界用，輸入時切勿搞錯
va_list ap; // 定義一個 va_list 指針來訪問參數表
va_start(ap, n); // 初始化 ap，讓它指向第一個變參，n之后的參數
int maximum = -0x7FFFFFFF; // 這是一個最小的整數
int temp;
for(int i = 0; i < n; i++) {
temp = va_arg(ap, int); // 獲取一個 int 型參數，並且 ap 指向下一個參數
if(maximum < temp) maximum = temp;
}
va_end(ap); // 善后工作，關閉 ap
return max;
}
// 在主函數中測試 max 函數的行為(C++ 格式)
int main() {
cout << max(3, 10, 20, 30) << endl;
cout << max(6, 20, 40, 10, 50, 30, 40) << endl;
}
基本用法闡述至此，可以看到，這個方法存在兩處極嚴重的漏洞：其一，輸入參數的類型隨意性，使得參數很容易以一個不正確的類型獲取一個值(譬如輸入一個float，卻以int型去獲取他)，這樣做會出現莫名其妙的運行結果；其二，變參表的大小並不能在運行時獲取，這樣就存在一個訪問越界的可能性，導致后果嚴重的 RUNTIME ERROR。
#include <iostream>
void fun(int a, ...)
{
int *temp = &a;
temp++;
for (int i = 0; i < a; ++i)
{
cout << *temp << endl;
temp++;
}
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
int c = 3;
int d = 4;
fun(4, a, b, c, d);
system("pause");
return 0;
}
Output::
1
2
3
4
3:獲取省略號指定的參數
在函數體中聲明一個va_list，然后用va_start函數來獲取參數列表中的參數，使用完畢后調用va_end()結束。像這段代碼：
void TestFun(char* pszDest, int DestLen, const char* pszFormat, ...)
{
va_list args;
va_start(args, pszFormat); //一定要“...”之前的那個參數
_vsnprintf(pszDest, DestLen, pszFormat, args);
va_end(args);
}
4.va_start使argp指向第一個可選參數。va_arg返回參數列表中的當前參數並使argp指向參數列表中的下一個參數。va_end把argp指針清為NULL。函數體內可以多次遍歷這些參數，但是都必須以va_start開始，並以va_end結尾。
1).演示如何使用參數個數可變的函數，采用ANSI標准形式
#include 〈stdio.h〉
#include 〈string.h〉
#include 〈stdarg.h〉
/*函數原型聲明，至少需要一個確定的參數，注意括號內的省略號*/
int demo( char, ... );
void main( void )
{
demo("DEMO", "This", "is", "a", "demo!", "");
}
/*ANSI標准形式的聲明方式，括號內的省略號表示可選參數*/
int demo( char msg, ... )
{
/*定義保存函數參數的結構*/
va_list argp;
int argno = 0;
char para;
/*argp指向傳入的第一個可選參數，msg是最后一個確定的參數*/
va_start( argp, msg );
while (1)
{
para = va_arg( argp, char);
if ( strcmp( para, "") == 0 )
break;
printf("Parameter #%d is: %s/n", argno, para);
argno++;
}
va_end( argp );
/*將argp置為NULL*/
return 0;
}
2)//示例代碼1：可變參數函數的使用
#include "stdio.h"
#include "stdarg.h"
void simple_va_fun(int start, ...)
{
va_list arg_ptr;
int nArgValue =start;
int nArgCout=0; //可變參數的數目
va_start(arg_ptr,start); //以固定參數的地址為起點確定變參的內存起始地址。
do
{
++nArgCout;
printf("the %d th arg: %d/n",nArgCout,nArgValue); //輸出各參數的值
nArgValue = va_arg(arg_ptr,int); //得到下一個可變參數的值
} while(nArgValue != -1);
return;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
simple_va_fun(100,-1);
simple_va_fun(100,200,-1);
return 0;
}
3)//示例代碼2:擴展——自己實現簡單的可變參數的函數。
下面是一個簡單的printf函數的實現，參考了<The C Programming Language>中的例子
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
void myprintf(char* fmt, ...) //一個簡單的類似於printf的實現，//參數必須都是int 類型
{
char* pArg=NULL; //等價於原來的va_list
char c;
pArg = (char*) &fmt; //注意不要寫成p = fmt !!因為這里要對//參數取址，而不是取值
pArg += sizeof(fmt); //等價於原來的va_start
do
{
c =*fmt;
if (c != '%')
{
putchar(c); //照原樣輸出字符
}
else
{
//按格式字符輸出數據
switch(*++fmt)
{
case'd':
printf("%d",*((int*)pArg));
break;
case'x':
printf("%#x",*((int*)pArg));
break;
default:
break;
}
pArg += sizeof(int); //等價於原來的va_arg
}
++fmt;
}while (*fmt != '/0');
pArg = NULL; //等價於va_end
return;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int i = 1234;
int j = 5678;
myprintf("the first test:i=%d/n",i,j);
myprintf("the secend test:i=%d; %x;j=%d;/n",i,0xabcd,j);
system("pause");
return 0;
}
原地址：https://blog.csdn.net/holandstone/article/details/8268732