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有时候一个函数的参数数量不固定,例如 C 语言的 open() 函数和 printf() 函数。

C 语言提供了可变参数,能根据具体的需求接受可变数量的参数。一般格式如下:

int func(int, ... ) 
{
   .
   .
   .
}
 
int main()
{
   func(2, 2, 3);
   func(3, 2, 3, 4);
}

函数 func() 的最后一个参数写成省略号,即 ...,省略号之前的那个参数是 int,代表了要传递的可变参数的总数。为了使用这个功能,需要使用 stdarg.h 头文件,该文件提供了实现可变参数功能的函数和宏。具体步骤如下:

  1. 定义一个函数,最后一个参数为省略号,省略号前面可以设置自定义参数。
  2. 在函数定义中创建一个 va_list 类型变量,该类型是在 stdarg.h 头文件中定义的。
  3. 使用 int 参数和 va_start 宏来初始化 va_list 变量为一个参数列表。宏 va_start 是在 stdarg.h 头文件中定义的。
  4. 使用 va_arg 宏和 va_list 变量来访问参数列表中的每个项。

例如我们要求 n 个整数的和,实现如下:

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

int sum(int num, ...) 
{
  va_list valist;
  va_start(valist, num);  // 为 num 个参数初始化 valist

  int sum = 0;
  for(int i = 0; i < num; i ++)
    sum += va_arg(valist, int);   // 逐个访问参数
  va_end(valist);   // 清理为 valist 保留的内存
  return sum;
}

int main() {
  printf("1 + 2 = %d\n", sum(2, 1, 2));
  printf("1 + 2 + 3 = %d\n", sum(3, 1, 2, 3));
  return 0;
}

实现原理

可变参数的工作原理,以 32 位机为例:

  1. 函数参数的传递存储在栈中,从右至左压入栈中,压栈过程为递减。
  2. 参数的传递以 4 字节对齐,float / double 这里不讨论。