va_list是c/c++语言问题中解决可变参数的一组宏.先来看一个程序例子吧.
C语言中有些函数使用可变参数,比如常见的int printf( const char* format, ...),第一个参数format是固定的,其余的参数的个数和类型都不固定.
C语言用va_start等宏来处理这些可变参数。这些宏看起来很复杂,其实原理挺简单,就是根据参数入栈的特点从最靠近第一个可变参数的固定参数开始,依次获取每个可变参数的地址。下面我们来分析这些宏。
在stdarg.h头文件中,针对不同平台有不同的宏定义,我们选取X86平台下的宏定义:
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) )
#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
_INTSIZEOF(n)宏是为了考虑那些内存地址需要对齐的系统,从宏的名字来应该是跟sizeof(int)对齐。一般的sizeof(int)= 4,也就是参数在内存中的地址都为4的倍数。比如,如果sizeof(n)在1-4之间,那么_INTSIZEOF(n)=4;如果sizeof(n)在 5-8之间,那么_INTSIZEOF(n)=8。_INTSIZEOF(n)整个做的事情就是将n的长度化为int长度的整数倍。比如n为5,二进制就是101b,int长度为4,二进制为100b,那么n化为int长度的整数倍就应该为8。~(sizeof(int) - 1) )就应该为~(4-1)=~(00000011b)=11111100b,这样任何数& ~(sizeof(int) - 1) )后最后两位肯定为0,就肯定是4的整数倍了。(sizeof(n) + sizeof(int) - 1)就是将大于4m但小于等于4(m+1)的数提高到大于等于4(m+1)但小于4(m+2),这样再& ~(sizeof(int) - 1) )后就正好将原长度补齐到4的倍数了。
在这些宏中,va就是variable argument(可变参数)的意思;arg_ptr是指向可变参数表的指针;prev_param则指可变参数表的前一个固定参数;type为可变参数的类型。va_list也是一个宏,其定义为typedef char * va_list,实质上是一char型指针。char型指针的特点是++、--操作对其作用的结果是增1和减1(因为sizeof(char)为1),与之不同的是int等其它类型指针的++、--操作对其作用的结果是增sizeof(type)或减sizeof(type),而且sizeof (type)大于1。
结论:
(1)通过va_start宏我们可以取得可变参数表的首指针;显而易见,其含义为将最后那个固定参数的地址加上可变参数对其的偏移后赋值给ap,这样ap就是可变参数表的首地址。
(2)va_arg宏的意思则指取出当前arg_ptr所指的可变参数并将ap指针指向下一可变参数。
(3)va_end宏被用来结束可变参数的获取;可以看出,va_end ( list )实际上被定义为空,没有任何真实对应的代码,用于代码对称,与va_start对应;另外,它还可能发挥代码的"自注释"作用。所谓代码的"自注释",指的是代码能自己注释自己。
为了能从固定参数依次得到每个可变参数,va_start,va_arg充分利用下面两点:
1. C语言在函数调用时,先将最后一个参数压入栈
2. X86平台下的内存分配顺序是从高地址内存到低地址内存
高位地址
第N个可变参数
。。。
第二个可变参数
第一个可变参数 ? ap
固定参数 ? v
低位地址
由上图可见,v是固定参数在内存中的地址,在调用va_start后,ap指向第一个可变参数。这个宏的作用就是在v的内存地址上增加v所占的内存大小,这样就得到了第一个可变参数的地址。
接下来,可以这样设想,如果我能确定这个可变参数的类型,那么我就知道了它占用了多少内存,依葫芦画瓢,我就能得到下一个可变参数的地址。
让我再来看看va_arg,它先ap指向下一个可变参数,然后减去当前可变参数的大小即得到当前可变参数的内存地址,再做个类型转换,返回它的值。
要确定每个可变参数的类型,有两种做法,要么都是默认的类型,要么就在固定参数中包含足够的信息让程序可以确定每个可变参数的类型。比如,printf,程序通过分析format字符串就可以确定每个可变参数大类型。
最后一个宏就简单了,va_end使得ap不再指向有效的内存地址。
看了这几个宏,不禁让我再次感慨,C语言太灵活了,而且代码可以写得非常简洁,虽然有时候让人看得不是很明白,但是一旦明白 过来,你肯定会为它击掌叫好!
其实在varargs.h头文件中定义了UNIX System V实行的va系列宏,而上面在stdarg.h头文件中定义的是ANSI C形式的宏,这两种宏是不兼容的,一般说来,我们应该使用ANSI C形式的va宏。
这里同样有个好的例子:
// yPos ---纵坐标的位置 [0 .. 64]
// ... 可以同数字一起显示,需设置标志(%d、%l、%x、%s)
/**////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
extern void DrawText ( BYTE xPos, BYTE yPos, LPBYTE lpStr, ... )
...{
BYTE lpData[100]; //缓冲区
BYTE byIndex;
BYTE byLen;
DWORD dwTemp;
WORD wTemp;
int i;
va_list lpParam;
memset( lpData, 0, 100);
byLen = strlen( lpStr );
byIndex = 0;
va_start ( lpParam, lpStr );
for ( i = 0; i < byLen; i++ )
...{
if( lpStr != ’%’ ) //不是格式符开始
...{
lpData[byIndex++] = lpStr;
}
else
...{
switch (lpStr[i+1])
...{
//整型
case ’d’:
case ’D’:
wTemp = va_arg ( lpParam, int );
byIndex += IntToStr( lpData+byIndex, (DWORD)wTemp );
i++;
break;
//长整型
case ’l’:
case ’L’:
dwTemp = va_arg ( lpParam, long );
byIndex += IntToStr ( lpData+byIndex, (DWORD)dwTemp );
i++;
break;
//16进制(长整型)
case ’x’:
case ’X’:
dwTemp = va_arg ( lpParam, long );
byIndex += HexToStr ( lpData+byIndex, (DWORD)dwTemp );
i++;
break;
default:
lpData[byIndex++] = lpStr;
break;
}
}
}
va_end ( lpParam );
lpData[byIndex] = ’0’;
DisplayString ( xPos, yPos, lpData, TRUE); //在屏幕上显示字符串lpData
}