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va_start va_arg va_end 的原理与实例

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**ap指向para后的第一个可变参数。       /****** 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       /****** Step 3 ******/       va_end(ap); //For robust! } ◎研究: typedef char *    va_list;//va_list 等价于char*即字符指针。 #define va_start _crt_va_start//注意下面的替代。 #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)) ) #define _crt_va_end(ap)        ( ap = (va_list)0 )  va_list argptr; C语言的函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:          栈底 高地址     | .......          | 函数返回地址     | .......           | 函数最后一个参数     | ....                            | 函数第一个可变参数       <--va_start后ap指向      | 函数最后一个固定参数     | 函数第一个固定参数      栈顶 低地址 然后,用va_arg()取得类型t的可变参数值, 先是让ap指向下一个参数: ap += _INTSIZEOF(t),然后在减去_INTSIZEOF(t),使得表达式结果为 ap之前的值,即当前需要得到的参数的地址,强制转换成指向此参数的 类型的指针,然后用*取值 最后,用va_end(ap),给ap初始化,保持健壮性。 example:(chenguiming) #include    <stdio.h>       #include    <ctype.h>       #include<stdlib.h>       #include    <stdarg.h>       int    average(    int    first,    ...    )      //变参数函数,C++里也有  **…表明后面有好多可变的参数。     {             int    count=0,i=first,sum=0;             va_list    maker;           //va_list    类型数据可以保存函数的所有参数,做为一个列表一样保存。Va_list即是char*表明maker是一个字符型的指针。             va_start(maker,first);    //设置列表的起始位置   **frist只是和maker在一起做参数,这并不说明maker指向frist而是指向first之后的第一个可变的参数,而frist是作为一个固定参数,因为它在…之前。这时候frist指向3。          while(i!=-1)             {             sum+=i;             count++;             i=va_arg(maker,int);//返回maker列表的当前值,并指向列表的下一个位置             }    //第一次:I=2,sum=2; 第二次:I=3,因为va_start(maker,first);则sum=2+3=5;同时i=va_arg(maker,int)又使I=4; 第三次:I=4,sum=5+4=9,同理I=4; 第四次I=4,sum=9+4=13同理I=-1          return    sum/count;       }       void    main(void)       {       printf(    "Average    is:    %d/n",    average(    2,    3,    4,4,    -1    )    );       }    注意它们的头文件stdarg..h std很正常arg 是参数的意思; 辅助理解: 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,说明: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;…之前的一个参数),函数参数列表中参数在内存中的顺序与函数声明时的顺序是一致的。如果有一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)。   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。   va_copy(dest, src):dest,src的类型都是va_list,va_copy()用于复制参数列表指针,将dest初始化为src。   va_end(arg_ptr):清空参数列表,并置参数指针arg_ptr无效。说明:指针arg_ptr被置无效后,可以通过调用 va_start()、va_copy()恢复arg_ptr。每次调用va_start() / va_copy()后,必须得有相应的va_end()与之匹配。参数指针可以在参数列表中随意地来回移动,但必须在va_start() … va_end()之内。

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使用示例:

实现源码:

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdarg.h> char * make_message(const char *fmt, ...) { int n, size=100; char *buff; // 保存字符串缓存 va_list ap; // typedef char* va_list if((buff=(char *)malloc(size))==NULL) return NULL; while(1){ //尝试在申请的空间中进行打印操作 va_start(ap, fmt); n = vsnprintf(buff, size, fmt, ap); va_end(ap); //如果vsnprintf调用成功,则返回该字符串 if(n>-1 && n<size) return buff; //申请原来2倍大小缓存 size *=2; if((buff = (char *)realloc(buff, size)) == NULL) return NULL; } } int main(void) { char *format = "%d, %d, %d, %d"; char *str = make_message(format, 5, 6, 7, 8); printf("%s/n", str); return 0; }

运行结果:

[work]$ gcc -W -o stdarg stdarg.c 

[work]$ ./stdarg    

5, 6, 7, 8

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参考拓展:

va_start va_arg va_end 的使用和原理

va_start 探究与思考

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va_start va_end 的使用和原理

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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