C++之可变参数的实现简介

由于在C语言中没有函数重载，解决不定数目函数参数问题变得比较麻烦，即使采用C++，如果参数个数不能确定，也很难采用函数重载。对这种情况，提出了指针参数来解决问题。

　　如printf()函数，其原型为：

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

它除了有一个参数format固定以外,后面跟的参数的个数和类型是可变的,例如我们可以有以下不同的调用方法:

　　　　　　　　printf( "%d ",i);

　　　　　　　　printf( "%s ",s);

　　　　　　　　printf( "the number is %d ,string is:%s ", i, s);

如何实现其功能？

　　我们需要以下几个宏定义：

（1）va_list

　　定义了一个指针arg_ptr, 用于指示可选的参数.

（2）va_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.如有一va函数的声明是void va_test(char a, char b, char c, ...), 则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).

（3）va_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.返回的是可选参数, 不包括固定参数.

（4）va_end(arg_ptr)

清空参数列表, 并置参数指针arg_ptr无效.

（注：va在这里是variable-argument(可变参数)的意思. 这些宏定义在stdarg.h中,所以用到可变参数的程序应该包含这个头文件）

　　也需你现在还是不能理解，别着急，现在从一个实例着手.定义这么一个函数，函数的第一个参数是固定的，其余参数是可变的。定义为：

void simple_va_fun(int i,...); 其代码为：

1 #include <iostream>
2 #include <stdarg.h>
3 using namespace std;
4 void simple_va_fun(int i,...);
5
6 int main(int argc,char *argv[])
7 {
8     simple_va_fun(100);
9     simple_va_fun(100,200);
10     simple_va_fun(100,200,'a');
11     return 0;
12 }
13
14 void simple_va_fun(int i,...)
15 {
16     va_list   arg_ptr;   //定义可变参数指针
17     va_start(arg_ptr,i);   // i为最后一个固定参数
18     int j=va_arg(arg_ptr,int);   //返回第一个可变参数，类型为int
19     char c=va_arg(arg_ptr,char);   //返回第二个可变参数，类型为char
20     va_end(arg_ptr);        //  清空参数指针
21     printf( "%d %d %c\n",i,j,c);
22     return;
23 }

　代码运行解释:

（1）首先在函数里定义一个va_list型的变量,这里是arg_ptr,这个变量是指向参数的指针.

（2）然后用va_start宏初始化变量arg_ptr,这个宏的第二个参数是第一个可变参数的前一个参数,是一个固定的参数.

（3）然后用va_arg返回第一个可变的参数,并赋值给整数j。va_arg的第二个参数是你要返回的参数的类型,这里是int型. 返回第一个可变参数后arg_ptr指向第二个可变参数，用同样的方法返回并赋值给c，类型为char类型。

（4）最后用va_end宏结束可变参数的获取。

小结：

　　可变参数的函数原理其实很简单,而va系列是以宏定义来定义的,实 现跟堆栈相关.我们写一个可变函数的C函数时,有利也有弊,所以在不必要的场合,我们无需用到可变参数.如果在C++里,我们应该利用C++的多态性来实现可变参数的功能,尽量避免用C语言的方式来实现。

附加：

参数在堆栈中分布：

　　在进程中,堆栈地址是从高到低分配的.当执行一个函数的时候,将参数列表入栈,压入堆栈的高地址部分,然后入栈函数的返回地址,接着入栈函数的执行代码,这个入栈过程,堆栈地址不断递减,一些黑客就是在堆栈中修改函数返回地址,执行自己的代码来达到执行自己插入的代码段的目的. 总之,函数在堆栈中的分布情况是:地址从高到低,依次是:函数参数列表,函数返回地址,函数执行代码段. 堆栈中,各个函数的分布情况是倒序的.即最后一个参数在列表中地址最高部分,第一个参数在列表地址的最低部分.参数在堆栈中的分布情况如下:

最后一个参数

倒数第二个参数

...

第一个参数

函数返回地址

函数代码段