c语言可变参数函数

原文地址：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-va/index.html

原文名称为“深入浅出VA函数”，这里只转载前两个部分，关于后面的编译器如何实现等内容，由于不是很需要，所以没有转载。

VA函数（variable argument function），参数个数可变函数，又称可变参数函数。C/C++编程中，系统提供给编程人员的va函数很少。*printf()/*scanf()系列函数，用于输入输出时格式化字符串；exec*()系列函数，用于在程序中执行外部文件(main(int argc, char* argv[]算不算呢，与其说main()也是一个可变参数函数，倒不如说它是exec*()经过封装后的具备特殊功能和意义的函数，至少在原理这一级上有很多相似之处)。由于参数个数的不确定，使va函数具有很大的灵活性，易用性，对没有使用过可变参数函数的编程人员很有诱惑力；那么，该如何编写自己的va函数，va函数的运用时机、编译实现又是如何。作者借本文谈谈自己关于va函数的一些浅见。

一、 从printf()开始

从大家都很熟悉的格式化字符串函数开始介绍可变参数函数。

原型：int printf(const char * format, …);
参数format表示如何来格式字符串的指令，…表示可选参数，调用时传递给”…”的参数可有可无，根据实际情况而定。

系统提供了vprintf系列格式化字符串的函数，用于编程人员封装自己的I/O函数。

int vprintf / vscanf(const char * format, va_list ap); // 从标准输入/输出格式化字符串 
int vfprintf / vfsacanf(FILE * stream, const char * format, va_list ap); // 从文件流 
int vsprintf / vsscanf(char * s, const char * format, va_list ap); // 从字符串

例1：格式化到一个文件流，可用于日志文件

FILE *logfile;
int WriteLog(const char * format, ...)
{
    va_list arg_ptr;
    va_start(arg_ptr, format);
    int nWrittenBytes = vfprintf(logfile, format, arg_ptr);
    va_end(arg_ptr);
    return nWrittenBytes;
}
…
// 调用时，与使用printf()没有区别。
WriteLog("%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d  %s/%04d logged out.",
    nYear, nMonth, nDay, nHour, nMinute, szUserName, nUserID);

同理，也可以从文件中执行格式化输入；或者对标准输入输出，字符串执行格式化。在上面的例1中，WriteLog()函数可以接受参数个数可变的输入，本质上，它的实现需要vprintf()（作者笔误吧？应该是vfprintf）的支持。如何真正实现属于自己的可变参数函数，包括控制每一个传入的可选参数。

二、 va函数的定义和va宏

C语言支持va函数，作为C语言的扩展–C++同样支持va函数，但在C++中并不推荐使用，C++引入的多态性同样可以实现参数个数可变的函数。不过，C++的重载功能毕竟只能是有限多个可以预见的参数个数。比较而言，C中的va函数则可以定义无穷多个相当于C++的重载函数，这方面C++是无能为力的。va函数的优势表现在使用的方便性和易用性上，可以使代码更简洁。C编译器为了统一在不同的硬件架构、硬件平台上的实现，和增加代码的可移植性，提供了一系列宏来屏蔽硬件环境不同带来的差异。

ANSI C标准下，va的宏定义在stdarg.h中，它们有：va_list，va_start()，va_arg()，va_end()。

例2：求任意个自然数的平方和：

int SqSum(int n1, ...)
{
    va_list arg_ptr;
    int nSqSum = 0, n = n1;
    va_start(arg_ptr, n1);
    while (n > 0)
    {
        nSqSum += (n * n);
        n = va_arg(arg_ptr, int);
    }
    va_end(arg_ptr);
    return nSqSum;
}
// 调用时
int nSqSum = SqSum(7, 2, 7, 11, -1);

可变参数函数的原型声明格式为：

type VAFunction(type arg1, type arg2, … );

参数可以分为两部分：个数确定的固定参数和个数可变的可选参数。函数至少需要一个固定参数，固定参数的声明和普通函数一样；可选参数由于个数不确定，声明时用”…”表示。固定参数和可选参数公同构成一个函数的参数列表。

借助上面这个简单的例2，来看看各个va_xxx的作用。

va_list arg_ptr：定义一个指向个数可变的参数列表指针；
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。