不定参数
在unix中，相应的头文件为<stdarg.h>
【函数参数在堆栈中的分步】
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
一、va_list、va_start、va_arg、va_end的原理
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.
定义
【实现方法】.
1）在VC++6.0中的实现方法：
#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
2）在unix中，我没有找到它的定义方法，不过自己摸索了下，可以用如下方式实现：
typedef char * va_list;
#define _ADDRESSOF(v) ( &(v) )
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int*) - 1) & ~(sizeof(int*) - 1) )
#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - /*_INTSIZEOF(t)*/sizeof(t) ) )
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
以上两种实现方式的不一致，主要是因为windows和unix上对于参数入栈时内存对齐方式的不一致。windows以sizeof(int)对齐，而unix以sizeof(int*)对齐。在unix上，对于32位的程序，参数以32位对齐，对于64位的程序，参数以64位对齐。这种对齐方式和结构体有很大的不同，比如说，在64位程序里，有函数：
void arg_test(const char* i, ...)
{
}
int main(int argc,char *argv[])
{
arg_test("hello world!", 5 ,'a','b');
return 0;
}
它的第1，2，3，4个实参各占64位，当一个参数类型的size不足64位时，它将居于高地址部分。
二、不定参数的使用
void arg_test(const char* i, ...)
{
int j=0;
char ch,ch2;
va_list arg_ptr;
va_start(arg_ptr, i);
j=va_arg(arg_ptr, int);
ch=va_arg(arg_ptr,char);
ch2=va_arg(arg_ptr,char);
printf("arg1:%s,arg2:%d,arg3:%c,arg4:%c\n",i,j,ch,ch2);
va_end(arg_ptr);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
arg_test("hello world!", 5 ,'a','b');
return 0;
}
三、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;
}
}
}
