C语言可变参数，va_arg、va_list,va_start,va_end,_INTSIZEOF浅析

时间：2021-01-23 19:39:14

学习C语言可变参数时，发现

#define _INTSIZEOF(n)   ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )

乍一看，完全不明白该宏的作用是啥，仔细分析后发现，该宏是求类型n是整型int的多少倍（向上取整).

在32位win中，sizeof(int)=4 。

如果n为char,一字节，则sizeof(n)=  (1+3)&~3=4;

若n为short,sizeof(n)=(2+3)&~3=4;

若n为double,sizeof(n)=(8+3)&~3=8;

该宏的效果等价于：

#define _MY_INTSIZEOF(n)   ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) / (sizeof(int)) * (sizeof(int)) )

基本思想是：让类型n的长度加上整型长度-1,为了保证与整型长度相除向上取到整数倍，再乘以整型长度，这样就得出

以整型来存储该类型需要多少字节，目的就是为了传可变个数参数时，内存对齐。

/ (sizeof(int)) * (sizeof(int)) )  可以优化的地方在于，int为2的n次方个字，比如16位的win中，int为了2Byte（2^1）,

32位的win中，整型长度为4(2^2)。以二进制的观点，除以2^n相当于右移两n位，乘以2^n相当于左移n位。

则/ (sizeof(int)) * (sizeof(int)) )  相当于右移n位再左移n位，也就可以说让它低n位都置0即可。

& ~(sizeof(int) - 1)  就可以达到该效果，以sizeof(int)=4为例，~(sizeof(int)-1)=~3=(1111 1111 1111 1100)b

该数再与前面的数进行按位与操作，可将低2位置0。

想到这一步，不得不佩服写出这句程序的人高明之处！

 

接着看va_list,它是定义成char*,因为c/cpp没有byte类型。

va_start(ap,v); 运行这句后，ap指向第一个参数的地址。调试时发现sum(num,...)几个参数都是顺序存储，

ap= v的地址加上v所占的字段数，故ap指向num后的第一个参数。

再看va_arg,#define va_arg(ap,t)    ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )

这一句也比较复杂，思考了许久，开始想不明白为什么要加_INTSIZEOF(t)，又减_INTSIZEOF(t)，它又是如何递增

指向下一个参数。原来它是先将 ap+=_INTSIZEOF(t),修 改ap的值，此时ap指向下一个参数，再减去

_INTSIZEOF(t),又得到原来的地址，将其返回，转化为类型*的指针，再取指针所指地址的值。这也是处理得很巧妙的地方。

最后va_end( argptr );将指针argptr置为0;

结语：

可变参数实现方法是将，传过去的值或指针封用一个指针去遍历。

PS:

先理解Intel CPU的栈内存是从高地址到低地址增长，在__cdel调用约定中，参数从右往左依次入栈，所以最前面的参数地址越小。找到可变参数前的第一个参数，加上它所占的整数倍内存，把ap定位到可变参数的第一个，取出参数值，并增加相应的栈内存偏移，转到下一个参数，依次读取所有参数。另，C调用约定是由函数调用者恢复栈顶指针ESP，因为由于参数个数的不确定性，在函数内是无法判断多少栈内存偏移的。这也是__stdcall调用约定不支持可变参数的原因，它是由被调用者恢复栈顶指针，因而它的参数个数及类型必须是确定的。

 

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

int sum( int num, ... ) {
	int answer = 0;
	/*
		typedef char *  va_list;
	*/
	va_list argptr;
	/*
		#define _INTSIZEOF(n)   ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
		#define va_start(ap,v)  ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
	*/
	va_start( argptr, num );

	for( ; num > 0; num-- ) {
		//#define va_arg(ap,t)    ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
        answer += va_arg( argptr, int );
	}
	//#define va_end(ap)      ( ap = (va_list)0 )
	va_end( argptr );

	return( answer );
}


void my_printf( char *format, ... ) {
	va_list argptr;

	va_start( argptr, format );

	while( *format != '\0' ) {
		// string
		if( *format == 's' ) {
			char* s = va_arg( argptr, char * );
			printf( "Printing a string: %s\n", s );
		}
		// character
		else if( *format == 'c' ) {
			char c = (char) va_arg( argptr, int );
			printf( "Printing a character: %c\n", c );
			break;
		}
		// integer
		else if( *format == 'd' ) {
			int d = va_arg( argptr, int );
			printf( "Printing an integer: %d\n", d );
		}

		format++;
	}

	va_end( argptr );
}

#pragma pack(push, 1)
struct PackedStructure
{	
	char a[3];
	int b;
	short c;
};
#pragma pack(pop)		//sizeof(PackedStructure) : 9



#define _MY_INTSIZEOF(n)   ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) / (sizeof(int)) * (sizeof(int)) ) 


int main(){

	printf("sizeof(char*):%d\n",sizeof(char*));

	int answer = sum( 4, 4, 3, 2, 1 );
	printf( "The answer is %d\n", answer );

	my_printf( "sdc", "This is a string", 29, 'X' );

	printf("\nsizeof(int):%d\n",sizeof(int));

	printf("sizeof(PackedStructure):%d\n",sizeof(PackedStructure));

	printf("_INTSIZEOF(PackedStructure):%d\n",_INTSIZEOF(PackedStructure));

	printf("_INTSIEEOF(char)",_INTSIZEOF(char));

	printf("\nsizeof(double):%d\n",sizeof(double));

	printf("_INTSIZEOF(double):%d\n",_INTSIZEOF(double));

	printf("_MY_INTSIZEOF(double):%d\n",_MY_INTSIZEOF(double));

	return 0;
}

 

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