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：
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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。