原创 va_list va_start va_arg va_end的使用和原理，C，C++函数可变参数处理

 2011-5-5 15:17  3410 7 7 分类: 工程师职场

1:当无法列出传递函数的所有实参的类型和数目时,可用省略号指定参数表
void foo(...);
void foo(parm_list,...);

2:函数参数的传递原理
函数参数是以数据结构:栈的形式存取,从右至左入栈.eg:

先介绍一下可变参数表的调用形式以及原理：
首先是参数的内存存放格式：参数存放在内存的堆栈段中，在执行函数的时候，从最后一个开始入栈。因此栈底高地址，栈顶低地址，举个例子如下：
void func(int x, float y, char z);
那么，调用函数的时候，实参 char z 先进栈，然后是 float y，最后是 int x，因此在内存中变量的存放次序是 x->y->z，因此，从理论上说，我们只要探测到任意一个变量的地址，并且知道其他变量的类型，通过指针移位运算，则总可以顺藤摸瓜找到其他的输入变量。

下面是 <stdarg.h> 里面重要的几个宏定义如下：
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 是一个字符指针，可以理解为指向当前参数的一个指针，取参必须通过这个指针进行。
<Step 1> 在调用参数表之前，定义一个 va_list 类型的变量，(假设va_list 类型变量被定义为ap)；
<Step 2> 然后应该对ap 进行初始化，让它指向可变参数表里面的第一个参数，这是通过 va_start 来实现的，第一个参数是 ap 本身，第二个参数是在变参表前面紧挨着的一个变量,即“...”之前的那个参数；
<Step 3> 然后是获取参数，调用va_arg，它的第一个参数是ap，第二个参数是要获取的参数的指定类型，然后返回这个指定类型的值，并且把 ap 的位置指向变参表的下一个变量位置；
<Step 4> 获取所有的参数之后，我们有必要将这个 ap 指针关掉，以免发生危险，方法是调用 va_end，他是输入的参数 ap 置为 NULL，应该养成获取完参数表之后关闭指针的习惯。
例如 int max(int n, ...); 其函数内部应该如此实现：

#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:获取省略号指定的参数
在函数体中声明一个va_list，然后用va_start函数来获取参数列表中的参数，使用完毕后调用va_end()结束。像这段代码：
void TestFun(char* pszDest, int DestLen, const char* pszFormat, ...)
{
va_list args;
va_start(args, pszFormat); //一定要“...”之前的那个参数
_vsnprintf(pszDest, DestLen, pszFormat, args);
va_end(args);
}

4.va_start使argp指向第一个可选参数。va_arg返回参数列表中的当前参数并使argp指向参数列表中的下一个参数。va_end把argp指针清为NULL。函数体内可以多次遍历这些参数，但是都必须以va_start开始，并以va_end结尾。

　　1).演示如何使用参数个数可变的函数，采用ANSI标准形式
#include 〈stdio.h〉
#include 〈string.h〉
#include 〈stdarg.h〉
/*函数原型声明，至少需要一个确定的参数，注意括号内的省略号*/
int demo( char, ... );
void main( void )
{
   demo("DEMO", "This", "is", "a", "demo!", "");
}
/*ANSI标准形式的声明方式，括号内的省略号表示可选参数*/
int demo( char msg, ... )
{
       /*定义保存函数参数的结构*/
   va_list argp;
   int argno = 0;
   char para;

　　   /*argp指向传入的第一个可选参数，msg是最后一个确定的参数*/
   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 );
/*将argp置为NULL*/
return 0;
}

2)//示例代码1：可变参数函数的使用
#include "stdio.h"
#include "stdarg.h"
void simple_va_fun(int start, ...)
{
    va_list arg_ptr;
   int nArgValue =start;
    int nArgCout=0;     //可变参数的数目
    va_start(arg_ptr,start); //以固定参数的地址为起点确定变参的内存起始地址。
    do
    {
        ++nArgCout;
        printf("the %d th arg: %d\n",nArgCout,nArgValue);     //输出各参数的值
        nArgValue = va_arg(arg_ptr,int);                      //得到下一个可变参数的值
    } while(nArgValue != -1);
    return;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
    simple_va_fun(100,-1);
    simple_va_fun(100,200,-1);
    return 0;
}

3)//示例代码2:扩展——自己实现简单的可变参数的函数。
下面是一个简单的printf函数的实现，参考了<The C Programming Language>中的例子
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
void myprintf(char* fmt, ...)        //一个简单的类似于printf的实现，//参数必须都是int 类型
{
    char* pArg=NULL;               //等价于原来的va_list
    char c;

    pArg = (char*) &fmt;          //注意不要写成p = fmt !!因为这里要对//参数取址，而不是取值
    pArg += sizeof(fmt);         //等价于原来的va_start

    do
    {
        c =*fmt;
        if (c != '%')
        {
            putchar(c);            //照原样输出字符
        }
        else
        {
           //按格式字符输出数据
           switch(*++fmt)
           {
            case'd':
                printf("%d",*((int*)pArg));
                break;
            case'x':
                printf("%#x",*((int*)pArg));
                break;
            default:
                break;
            }
            pArg += sizeof(int);               //等价于原来的va_arg
        }
        ++fmt;
    }while (*fmt != '\0');
    pArg = NULL;                               //等价于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;
}

int max(int n, ...) {                // 定参 n 表示后面变参数量，定界用，输入时切勿搞错
　va_list ap;                         // 定义一个 va_list 指针来访问参数表
     va_start(ap, n);                       // 初始化 ap，让它指向第一个变参，n之后的参数
    int maximum = -0x7FFFFFFF;          // 这是一个最小的整数
    int temp;
     for(int i = 0; i < n; i++) {
    temp = va_arg(ap, int);          // 获取一个 int 型参数，并且 ap 指向下一个参数
    if(maximum < temp) maximum = temp;
     }
    va_end(ap);                         // 善后工作，关闭 ap
    return max;
}
// 在主函数中测试 max 函数的行为(C++ 格式)
int main() {
   cout << max(3, 10, 20, 30) << endl;
   cout << max(6, 20, 40, 10, 50, 30, 40) << endl;
}
基本用法阐述至此，可以看到，这个方法存在两处极严重的漏洞：其一，输入参数的类型随意性，使得参数很容易以一个不正确的类型获取一个值(譬如输入一个float，却以int型去获取他)，这样做会出现莫名其妙的运行结果；其二，变参表的大小并不能在运行时获取，这样就存在一个访问越界的可能性，导致后果严重的 RUNTIME ERROR。

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可变参数2009-07-09 06:46原形：
void Uart_Printf(char *fmt,...) //...表示可变参数（多个可变参数组成一
个列表，后面有专门的指针指向他），不限定个数和类型，
{
va_list ap;//初始化指向可变参数列表的指针
char string[256];

va_start(ap,fmt);//将第一个可变参数的地址付给ap，即ap指向可变参数列
表的开始
vsprintf(string,fmt,ap);//将参数fmt、ap指向的可变参数一起转换成格式
化字符串，放string数组中，其作用同
sprintf（），只是参数类型不同
Uart_SendString(string); //把格式化字符串从开发板串口送出去
va_end(ap); //ap付值为0，没什么实际用处，主要是为程序健壮性
}

（1）格式化字符串

printf（“%s, %-19s: %6.2”,lastname,firstname,prize）;

打印结果：Bechr，Teddy ；2000.00

我们说“ Bechr，Teddy ；2000.00 ”就是一个格式化字符串，pri
ntf的作用就是把（“%s, %-19s: 6.2”,lastname,firstname,prize）翻译成电脑
认识的字符串，而对于“%s, %-19s: 6.2”,lastname,firstname,prize电脑根部不
认识，故需要printf翻译。

（2）vsprintf

函数名: vsprintf
功能: 送格式化输出串到指定数组中
用法: int vsprintf(char *string, char *format, va_list param);
程序例:
----------------------------------------------------------------
#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <stdarg.h>

char buffer[80];

int vspf(char *fmt, ...)
{
va_list argptr;
int cnt;

va_start(argptr, fmt);
cnt = vsprintf(buffer, fmt, argptr);
va_end(argptr);

return(cnt);
}

int main(void)
{
int inumber = 30;
float fnumber = 90.0;
char string[4] = "abc";

vspf("%d %f %s", inumber, fnumber, string);
printf("%s\n", buffer);
return 0;
}
------------------------------------------------------------------------

vsprintf与sprintf功能是一样的，即把格式化字符串输出到指定数组中，
sprintf(char *string, char *farmat [,argument,...])函数的参数从第
二个参数开始与printf是一样的，只是sprintf是输出到指定数组中，
printf是输出到屏幕（一个标准输出文件），因而sprintf多了char *string这参数。

（3）[转]va_start va_arg va_end 的使用和原理

stdarg.h中查到如下宏定义：

typedef int *va_list[1];//va_list 变量类型定义
#define va_start(ap, parmN) (void)(*(ap) = __va_start(parmN))
#define va_arg(ap, type) __va_arg(*(ap), type)//取可变参数的内容
#define va_end(ap) ((void)(*(ap) = 0))

◎用法:
func( Type para1, Type para2, Type para3, ... )
{
/****** Step 1 ******/
va_list ap;
va_start( ap, para3 ); //一定要“...”之前的那个参数

/****** Step 2 ******/
//此时ap指向第一个可变参数
//调用va_arg取得里面的值

Type xx = va_arg( ap, Type );

//Type一定要相同，如:
//char *p = va_arg( ap, char *);
//int i = va_arg( ap, int );

//如果有多个参数继续调用va_arg，ap会自动变化（一般是自增）

/****** Step 3 ******/
va_end(ap); //For robust!
}

◎研究：（此处的宏定义与前面有些差别可能是OS不同，不用管它，只要能帮助我们理解即可）
typedef char * va_list;

#define va_start _crt_va_start
#define va_arg _crt_va_arg
#define va_end _crt_va_end

#define _crt_va_start(ap,v) ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )
#define _crt_va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )//注意(ap += _INTSIZEOF(t))括号
#define _crt_va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
va_list argptr;
C语言的函数的参数是从右向左压入堆栈的,调用va_start后，
按定义的宏运算，_ADDRESSOF得到v所在的地址，然后这个
地址加上v的大小，则使ap指向第一个可变参数如图: