va_list、va_start、va_arg、va_end的原理与使用

桃扇骨 2022-08-06 07:25 58阅读 0赞

1.  概述  
    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,有些人采用指针参数来解决问题.下面就c语言中处理不定参数数目的问题进行讨论.
2.  定义  
    大家先看几宏.  
    在VC++6.0的include有一个stdarg.h头文件,有如下几个宏定义:  
    \#define \_INTSIZEOF(n) ((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int) - 1) )  
    \#define va\_start(ap,v) ( ap = (va\_list)&v + \_INTSIZEOF(v) ) //第一个可选参数地址  
    \#define va\_arg(ap,t) ( \*(t \*)((ap += \_INTSIZEOF(t)) - \_INTSIZEOF(t)) ) //下一个参数地址  
    \#define va\_end(ap) ( ap = (va\_list)0 ) // 将指针置为无效  
    如果对以上几个宏定义不理解,可以略过,接这看后面的内容.
3.  参数在堆栈中分布,位置  
    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
4.  示例代码  
    void arg\_test(int i, ...);  
    int main(int argc,char \*argv\[\])  
    \{  
    int int\_size = \_INTSIZEOF(int);  
    printf("int\_size=%d/n", int\_size);  
    arg\_test(0, 4);  
    arg\_cnt(4,1,2,3,4);  
    return 0;  
    \}  
    void arg\_test(int i, ...)  
    \{  
    int j=0;  
    va\_list arg\_ptr;  
    va\_start(arg\_ptr, i);  
    printf("&i = %p/n", &i);//打印参数i在堆栈中的地址  
    printf("arg\_ptr = %p/n", arg\_ptr);  
    //打印va\_start之后arg\_ptr地址,  
    //应该比参数i的地址高sizeof(int)个字节  
    //这时arg\_ptr指向下一个参数的地址  
    j=\*((int \*)arg\_ptr);  
    printf("%d %d/n", i, j);  
    j=va\_arg(arg\_ptr, int);  
    printf("arg\_ptr = %p/n", arg\_ptr);  
    //打印va\_arg后arg\_ptr的地址  
    //应该比调用va\_arg前高sizeof(int)个字节  
    //这时arg\_ptr指向下一个参数的地址  
    va\_end(arg\_ptr);  
    printf("%d %d/n", i, j);  
    \}
5.  代码说明:  
    int int\_size = \_INTSIZEOF(int);得到int类型所占字节数  
    va\_start(arg\_ptr, i); 得到第一个可变参数地址,
    
    根据定义(va\_list)&v得到起始参数的地址, 再加上\_INTSIZEOF(v) ,就是其实参数下一个参数的地址,即第一个可变参数地址.  
    j=va\_arg(arg\_ptr, int); 得到第一个参参数的值,并且arg\_ptr指针上移一个\_INTSIZEOF(int),即指向下一个可变参数的地址.  
    va\_end(arg\_ptr);置空arg\_ptr,即arg\_ptr=0;  
    总结:读取可变参数的过程其实就是堆栈中,使用指针,遍历堆栈段中的参数列表,从低地址到高地址一个一个地把参数内容读出来的过程.
6.  在编程中应该注意的问题和解决办法  
    虽然可以通过在堆栈中遍历参数列表来读出所有的可变参数,但是由于不知道可变参数有多少个,什么时候应该结束遍历,如果在堆栈中遍历太多,那么很可能读取一些无效的数据.  
    解决办法:a.可以在第一个起始参数中指定参数个数,那么就可以在循环还中读取所有的可变参数;b.定义一个结束标记,在调用函数的时候,在最后一个参数中传递这个标记,这样在遍历可变参数的时候,可以根据这个标记结束可变参数的遍历;  
    下面是一段示例代码:  
    //第一个参数定义可选参数个数,用于循环取初参数内容  
    void arg\_cnt(int cnt, ...);  
    int main(int argc,char \*argv\[\])  
    \{  
    int int\_size = \_INTSIZEOF(int);  
    printf("int\_size=%d/n", int\_size);  
    arg\_cnt(4,1,2,3,4);  
    return 0;  
    \}  
    void arg\_cnt(int cnt, ...)  
    \{  
    int value=0;  
    int i=0;  
    int arg\_cnt=cnt;  
    va\_list arg\_ptr;  
    va\_start(arg\_ptr, cnt);  
    for(i = 0; i < cnt; i++)  
    \{  
    value = va\_arg(arg\_ptr,int);  
    printf("value%d=%d/n", i+1, value);  
    \}  
    \}  
    虽然可以根据上面两个办法解决读取参数个数的问题,但是如果参数类型都是不定的,该怎么办,如果不知道参数的类型,即使读到了参数也没有办法进行处理.解决办法:可以自定义一些可能出现的参数类型,这样在可变参数列表中,可以可变参数列表中的那类型,然后根据类型,读取可变参数值,并进行准确地转换.传递参数的时候可以这样传递:参数数目,可变参数类型1,可变参数值1,可变参数类型2,可变参数值2,....  
    这里给出一个完整的例子:  
    \#include <stdio.h>  
    \#include <stdarg.h>  
    const int INT\_TYPE = 100000;  
    const int STR\_TYPE = 100001;  
    const int CHAR\_TYPE = 100002;  
    const int LONG\_TYPE = 100003;  
    const int FLOAT\_TYPE = 100004;  
    const int DOUBLE\_TYPE = 100005;  
    //第一个参数定义可选参数个数,用于循环取初参数内容  
    //可变参数采用arg\_type,arg\_value...的形式传递,以处理不同的可变参数类型  
    void arg\_type(int cnt, ...);  
    //第一个参数定义可选参数个数,用于循环取初参数内容  
    void arg\_cnt(int cnt, ...);  
    //测试va\_start,va\_arg的使用方法,函数参数在堆栈中的地址分布情况  
    void arg\_test(int i, ...);  
    int main(int argc,char \*argv\[\])  
    \{  
    int int\_size = \_INTSIZEOF(int);  
    printf("int\_size=%d/n", int\_size);  
    arg\_test(0, 4);  
    arg\_cnt(4,1,2,3,4);  
    arg\_type(2, INT\_TYPE, 222, STR\_TYPE, "ok,hello world!");  
    return 0;  
    \}

void arg\_test(int i, ...)  
\{  
int j=0;  
va\_list arg\_ptr;  
va\_start(arg\_ptr, i);  
printf("&i = %p/n", &i);//打印参数i在堆栈中的地址  
printf("arg\_ptr = %p/n", arg\_ptr);  
//打印va\_start之后arg\_ptr地址,  
//应该比参数i的地址高sizeof(int)个字节  
//这时arg\_ptr指向下一个参数的地址  
j=\*((int \*)arg\_ptr);  
printf("%d %d/n", i, j);  
j=va\_arg(arg\_ptr, int);  
printf("arg\_ptr = %p/n", arg\_ptr);  
//打印va\_arg后arg\_ptr的地址  
//应该比调用va\_arg前高sizeof(int)个字节  
//这时arg\_ptr指向下一个参数的地址  
va\_end(arg\_ptr);  
printf("%d %d/n", i, j);  
\}  
void arg\_cnt(int cnt, ...)  
\{  
int value=0;  
int i=0;  
int arg\_cnt=cnt;  
va\_list arg\_ptr;  
va\_start(arg\_ptr, cnt);  
for(i = 0; i < cnt; i++)  
\{  
value = va\_arg(arg\_ptr,int);  
printf("value%d=%d/n", i+1, value);  
\}  
\}  
void arg\_type(int cnt, ...)  
\{  
int arg\_type = 0;  
int int\_value=0;  
int i=0;  
int arg\_cnt=cnt;  
char \*str\_value = NULL;  
va\_list arg\_ptr;  
va\_start(arg\_ptr, cnt);  
for(i = 0; i < cnt; i++)  
\{  
arg\_type = va\_arg(arg\_ptr,int);  
switch(arg\_type)  
\{  
case INT\_TYPE:  
int\_value = va\_arg(arg\_ptr,int);  
printf("value%d=%d/n", i+1, int\_value);  
break;  
case STR\_TYPE:  
str\_value = va\_arg(arg\_ptr,char\*);  
printf("value%d=%d/n", i+1, str\_value);  
break;  
default:  
break;  
\}  
\}  
\}  
以上是我个人的见解,不对的地方希望大家指正,发表看法,我不胜感谢!!!

来自： [http://www.cppblog.com/qiujian5628/archive/2008/01/21/41562.html][http_www.cppblog.com_qiujian5628_archive_2008_01_21_41562.html]

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