va_start_va_end_的使用和原理

我不是女神ヾ 2021-10-26 22:32 173阅读 0赞

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。