引用

C++ 中对 stdarg.h 头文件进行了封装，该头文件实现了函数变长参数，能够在定义函数时不必完全指定参数个数，而编译器能够在代码编译时，拿到所有的参数，并进行相应的处理。

stdarg.h 中定义了 va_list 类型，va_start/va_arg/va_end/va_copy4 个宏，我们具体探究一下其实现原理。

变长参数定义与原理

定义

变长参数是 C 语言中的特殊参数形式，函数声明如下：

int printf(const char* format, ...)这样的声明表示，该函数除了第一个参数类型为 const char*之外，后面可以追加任意数量和类型的参数；

在函数实现的过程中，我们使用 stdarg.h 中的宏来依次访问后续额外的参数。

使用方式

假设变长参数函数的最后一个具名参数（如上面的 format）为 lastarg，那么我们需要在函数实现中定义 va_list 类型的变量如下：

valist ap;

该变量后续将会指向每一个未知参数，首先我们需要使用 va_start 对 ap 进行初始化，注意，这里会用到 lastarg:

va_start(ap, lastarg);

然后，我们使用 va_arg 来依次获取下一个不确定的参数，假设该参数的类型为 T：

T next = va_arg(ap, T);

在函数结束之前，我们使用 va_end 清理现场：

va_end(ap)

实现原理

C 语言中默认的 cdecl 调用惯例是自右往左压栈传递函数参数，例如函数（后面跟着 count 个整数，计算它们的和）

int sum(int count,...);

那么对应调用sum(3,1,2,5)，此时，在栈上面地址由低到高是 3,1,2,5，这样，我们知道了第一个参数 count 的地址，那么也能够依次获知上面三个参数的地址，最后计算出结果：

int sum(int count,...){    int* p = &count + 1;    int ret_sum = 0;    while(count--)        ret_sum += *p++;    return ret_sum;}

但是，实际上的过程中，后续每一个参数的类型都不一样，我们需要增加的地址数也不一样，所以我们需要进行改进，使用 void 或者 char 指针替代明确的指针 int*。

• va_list 是一个指针，选择 void 或 char;

• va_start 将 va_list 指向最后一个具名参数后面的位置，即第一个不确定参数的位置；

• va_arg 获取当前参数的值，同时将指针指向下一个参数；

• va_end 将指针置为 0。

所以，我们的宏这样定义：

#define va_list char*#define va_start(ap,arg) (ap=(va_list)&arg+sizeof(arg))#define va_arg(ap,t) (*(t*)((ap+=sizeof(t))-sizeof(t)))#define va_end(ap) (ap=(va_list)0)

注意：

va_start 中获取到 arg 地址后还要再加 sizeof(arg)才是第一个不确定参数的位置；

va_arg 中先将 ap+=sizeof(t)，然后再减去 sizeof(t)得到当前的参数，但不影响 ap 的递增。

例子如下：

void PrintFloats (int n, ...){  int i;  double val;  printf ("Printing floats:");  va_list vl;  va_start(vl,n);  for (i=0;i<n;i++)  {    val=va_arg(vl,double);    printf (" [%.2f]",val);  }  va_end(vl);  printf ("\n");}
int main (){  PrintFloats (3,3.14159,2.71828,1.41421);  return 0;}//测试结果：Printing floats: [3.14] [2.72] [1.41]