C可变参数实现原理

在C程序设计语言中，使用printf函数进行标准输出。

int printf ( const char * format, ... );

printf函数申明中"..."代表可变参数。

printf ("floats: %4.2f %+.0e %E \n", 3.1416, 3.1416, 3.1416);
printf ("Width trick: %*d \n", 5, 10);

那么，如何实现可变参数？

近日，在读Linux0.12源代码的过程中，我看到了一个实现。下面，我给出一个demo程序。

#include <iostream>
using namespace std;

typedef char *va_list;

#define __va_rounded_size(TYPE)    (((sizeof (TYPE) + sizeof (int) - 1) / sizeof (int)) * sizeof (int))

#define va_start(AP, LASTARG) 						 (AP = ((char *) &(LASTARG) + __va_rounded_size (LASTARG)))

#define va_end(AP)  

#define va_arg(AP, TYPE)						 (AP += __va_rounded_size (TYPE),					  *((TYPE *) (AP - __va_rounded_size (TYPE))))

void print_args(int args, ...)
{
    va_list ap;
    //在访问任何未命名的参数之前，必须用va_start宏初始化ap一次
    va_start(ap,args);
    printf("%d\n",args);
    printf("%d\n",va_arg(ap,int));
    printf("%s",va_arg(ap,char *));
//　　va_end(ap);
}

int main(void)
{
    int arg = 2;
    int args1 = 1;
    char *args2  = "abcdefg";
    print_args(2,args1,args2);
    return 0;
}

不妨在print_args程序中设置一个断点。

首先，查看一下args参数的内存地址:

+		&args	0x0028f71c	int *

现在，我们查看0x0028f71c处的内存：

0x0028F71C  02 00 00 00  ....
0x0028F720  01 00 00 00  ....
0x0028F724  08 58 cd 00  .X?.

显然， 0x0028f71c处的4个字节为0x00000002，即main函数中的arg参数；

0x0028f720处的4个字节为0x00000001，即main函数中的args1参数；

而0x0028f724处的4个字节内容为0x00cd5808，这是一个内存地址；

0x00CD5808  61 62 63 64  abcd
0x00CD580C  65 66 67 00  efg.

继续查看0x00cd5808处的内存，可以看出正是"abcdefg\0"。

有了上面的基础，我们应当可以理解va_start, va_end和va_arg宏了。实际上，就是对地址的操作，以及强制类型转换。printf函数也是利用上面3个宏实现可变参数功能的。