http://blog.csdn.net/smstong/article/details/50751121
C语言可变参函数的实现
1 C语言中函数调用的原理
函数是大多数编程语言都实现的编程要素，调用函数的实现原理就是：执行跳转+参数传递。对于执行跳转，所有的CPU都直接提供跳转指令；对于参数传递，CPU会提供多种方式，最常见的方式就是利用栈来传递参数。C语言标准实现了函数调用，但是却没有限定实现细节，不同的C编译器厂商可以根据底层硬件环境自行确定实现方式。
函数调用的一般实现原理，请参考我的博文中的第一段。
2 可变参实现思路
2.1 如何取得后续实参地址
我们以X86架构上的VC++编译器为例进行举例说明。例子代码如下。
void f(int x, int y, int z){ printf("%p, %p, %p\n", &x, &y, &z);}int main(){ f(100, 200, 300); return 0;}可能的执行结果：00FFF674, 00FFF678, 00FFF67C
VC++中函数的参数是通过堆栈传递的，参数按照从右向左的顺序入栈。调用f时参数在堆栈中的情况如下图所示：
可见，我们只要知道x的地址，就可以推算出y,z的地址，从而通过其地址取得参数y,z的值，而不用其参数名称取值。如下代码所示。
void f(int x, int y, int z){ char* px = (char*)&x; char *py = px + sizeof(x); char *pz = py + sizeof(int); printf("x=%d, y=%d, z=%d\n", x, *(int*)py, *(int*)pz);}int main(){ f(100, 200, 300); return 0;}
可见根据函数的第一个参数，以及后续参数的类型，就可以根据偏移量计算出后续参数的地址，从而取得后续参数值。
于是可以把上述代码改写成可变参数的形式。void f(int x, ...){ char* px = (char*)&x; char *py = px + sizeof(x); char *pz = py + sizeof(int); printf("x=%d, y=%d, z=%d\n", x, *(int*)py, *(int*)pz);}int main(){ f(100, 200, 300); return 0;}
2.2 如何标识后续参数个数和类型
虽然写成了可变参形式，但是函数如何判断后续实参的个数和类型呢？这就需要在固定参数中携带这些信息，如printf(char*, …)使用的格式化字符串方法，通过第一个参数来携带后续参数个数以及类型的信息。我们实现一个简单点的，只能识别%s,%d,%f三种标志。
void f(char* fmt, ...){ char* p0 = (char*)&fmt; char* ap = p0 + sizeof(fmt); char* p = fmt; while (*p) { if (*p == '%' && *(p+1) == 'd') { printf("参数类型为int,值为 %d\n", *((int*)ap)); ap += sizeof(int); } else if (*p == '%' && *(p+1) == 'f') { printf("参数类型为double,值为 %f\n", *((double*)ap)); ap += sizeof(double); } else if (*p == '%' && *(p+1) == 's') { printf("参数类型为char*,值为 %s\n", *((char**)ap)); ap += sizeof(char*); } p++; }}int main(){ f("%d,%f,%s", 100, 1.23, "hello world"); return 0;}输出：参数类型为int,值为 100参数类型为double,值为 1.230000参数类型为char*,值为 hello world
为简化分析参数代码，定义一些宏来简化，如下。
#define va_list char* /* 可变参数地址 */#define va_start(ap, x) ap=(char*)&x+sizeof(x) /* 初始化指针指向第一个可变参数 */#define va_arg(ap, t) (ap+=sizeof(t),*((t*)(ap-sizeof(t)))) /* 取得参数值，同时移动指针指向后续参数 */#define va_end(ap) ap=0 /* 结束参数处理 */void f(char* fmt, ...){ va_list ap; va_start(ap, fmt); char* p = fmt; while (*p) { if (*p == '%' && *(p+1) == 'd') { printf("参数类型为int,值为 %d\n", va_arg(ap, int)); } else if (*p == '%' && *(p+1) == 'f') { printf("参数类型为double,值为 %f\n", va_arg(ap, double)); } else if (*p == '%' && *(p+1) == 's') { printf("参数类型为char*,值为 %s\n", va_arg(ap, char*)); } p++; } va_end(ap);}int main(){ f("%d,%f,%s,%d", 100, 1.23, "hello world", 200); return 0;}
3 正确的变参函数实现方法
上面的例子中，我们没有使用任何库函数就轻松实现了可变参数函数。别高兴太早，上述代码在X86平台的VC++编译器下可以顺利编译、正确执行。但是在gcc编译后，运行却是错误的。可见GCC对于可变参数的实参传递实现与VC++并不相同。
gcc下编译运行：[smstong@cf-19 ~]$ ./a.out参数类型为int,值为 0参数类型为double,值为 0.000000Segmentation fault
可见，上述代码是不可移植的。为了在使得可变参函数能够跨平台、跨编译器正确执行，必须使用C标准头文件stdarg.h中定义的宏，而不是我们自己定义的。（这些宏的名字和作用与我们自己定义的宏完全相同，这绝不是巧合！）每个不同的C编译器所附带的stdarg.h文件中对这些宏的定义都不相同。再次重申一下这几个宏的使用范式：
va_list ap;va_start(ap, 固定参数名); /* 根据最后一个固定参数初始化 */可变参数1类型 x1 = va_arg(ap, 可变参数类型1); /* 根据参数类型，取得第一个可变参数值 */可变参数2类型 x2 = va_arg(ap, 可变参数类型2); /* 根据参数类型，取得第二个可变参数值 */...va_end(ap); /* 结束 */
这次，把我们自己的宏定义去掉，换成#include
#include#include void f(char* fmt, ...){ va_list ap; va_start(ap, fmt); char* p = fmt; while (*p) { if (*p == '%' && *(p+1) == 'd') { printf("参数类型为int,值为 %d\n", va_arg(ap, int)); } else if (*p == '%' && *(p+1) == 'f') { printf("参数类型为double,值为 %f\n", va_arg(ap, double)); } else if (*p == '%' && *(p+1) == 's') { printf("参数类型为char*,值为 %s\n", va_arg(ap, char*)); } p++; } va_end(ap);}int main(){ f("%d,%f,%s,%d", 100, 1.23, "hello world", 200); return 0;}
代码在VC++和GCC下均可以正确执行了。
4 几个需要注意的问题
4.1 va_end(ap); 必须不能省略
也许在有些编译器环境中，va_end(ap);确实没有什么作用，但是在其他编译器中却可能涉及到内存的回收，切不可省略。
4.2 可变参数的默认类型提升
《C语言程序设计》中提到：在没有函数原型的情况下，char与short类型都将被转换为int类型，float类型将被转换为double类型。实际上，用...标识的可变参数总是会执行这种类型提升。 引用《C陷阱与缺陷》里的话：**va_arg宏的第2个参数不能被指定为char、short或者float类型**。因为char和short类型的参数会被转换为int类型，而float类型的参数会被转换为double类型 ……例如，这样写肯定是不对的：c = va_arg(ap,char);因为我们无法传递一个char类型参数，如果传递了，它将会被自动转化为int类型。上面的式子应该写成：c = va_arg(ap,int);
4.3 编译器无法进行参数类型检查
对于可变参数，编译器无法进行任何检查，只能靠调用者的自觉来保证正确。
4.4 可变参数函数必须提供一个或更多的固定参数
可变参数必须靠固定参数来定位，所以函数中至少需要提供固定参数，f(固定参数，…)。
当然，也可以提供更多的固定参数，如f(固定参数1，固定参数2，…)。注意的是，当提供2个或以上固定参数时，va_start(ap, x）宏中的x必须是最后一个固定参数的名字（也就是紧邻可变参数的那个固定参数）。5 C的可变参函数与C++的重载函数
C++的函数重载特性，允许重复使用相同的名称来定义函数，只要同名函数的参数（类型或数量）不同。例如，
void f(int x);void f(int x, double d);void f(char* s);
虽然源代码中函数名字相同，其实编译器处理后生成的是三个具有不同函数名的函数（名字改编name mangling）。虽然在使用上有些类似之处，但这显然与C的可变参数函数完全不是一个概念。
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