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C語(yǔ)言中變參函數(shù)傳參的實(shí)現(xiàn)示例

更新時(shí)間：2021年08月12日 10:20:08 作者：lularible

本文主要介紹了C語(yǔ)言中變參函數(shù)傳參，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

背景引入

近期在看一本書(shū)，叫做《嵌入式C語(yǔ)言自我修養(yǎng)》，寫(xiě)的內(nèi)容對(duì)我?guī)椭艽?，是一本好?shū)。在第6章，GNU C編譯器擴(kuò)展語(yǔ)法精講一節(jié)，這本書(shū)給出了一些變參函數(shù)的例子：

//1.變參函數(shù)初體驗(yàn)
#include<stdio.h>
void print_num(int count,...)
{
	int *args;
	args = &count + 1;
	for(int i = 0;i < count;i++)
	{
		printf("*args:%d\n",*args);
		args++;
	}
}

int main(void)
{
	print_num(5,1,2,3,4,5);
	return 0;
}

上面的代碼很好理解：定義一個(gè)變參函數(shù)print_num，在函數(shù)內(nèi)部先取得第一個(gè)參數(shù)的地址賦值給一指針，然后將指針后移，取得后面的參數(shù)并打印出來(lái)。在main函數(shù)中，傳給print_num 6個(gè)參數(shù)，按這個(gè)邏輯，應(yīng)該是打印出：

*args:1
*args:2
*args:3
*args:4
*args:5

但是結(jié)果卻出人意料：

打印出的值和傳進(jìn)去的值完全不相等，甚至毫無(wú)規(guī)律可言。

問(wèn)題分析

上述代碼中，是通過(guò)取首個(gè)參數(shù)的地址，并往后移動(dòng)這個(gè)指針來(lái)獲得后面參數(shù)的，那么問(wèn)題很可能出在兩個(gè)地方：

指針移動(dòng)的方式不正確
參數(shù)的地址排布可能不是連續(xù)的

我們一個(gè)一個(gè)來(lái)看，先暫且假定這些參數(shù)地址是連續(xù)的，且相隔一樣的距離。那么我們就可以聚焦于指針的移動(dòng)方式了。指針移動(dòng)是“args++”這一行語(yǔ)句來(lái)控制的。筆者修改了一下書(shū)上的代碼：

#include<stdio.h>
void print_num(int count,...)
{
	int *args;
	args = &count;
	for(int i = 0;i <= count;i++)
	{
		printf("addr:%p\n",args);
		printf("*args:%d\n",*args);
		args++;
	}
}

int main(void)
{
	print_num(5,1,2,3,4,5);
	return 0;
}

主要增加了對(duì)于每個(gè)參數(shù)的地址的打印，運(yùn)行結(jié)果如下：

筆者發(fā)現(xiàn)這個(gè)"args++"每次往后移動(dòng)4個(gè)字節(jié)，這是因?yàn)閷?duì)于"int"型指針的移動(dòng)操作，是以4（sizeof(int)）為基本單位的。同理，對(duì)于"char"型指針的移動(dòng)操作，以1(sizeof(char))為單位。

指針大小

一個(gè)"int"型指針大小如果等于4，那么上述對(duì)于指針移動(dòng)操作就沒(méi)問(wèn)題?？墒?int"型指針大小真的等于4嗎？

筆者用代碼來(lái)測(cè)試下：

#include<stdio.h>

int main()
{
	char*	charPoint;
	int*	intPoint;
	double*	doublePoint;

	struct st{
		int first;
	};

	struct st *structPoint;

	printf("sizeof(char*):%ld\n",sizeof(charPoint));
	printf("sizeof(int*):%ld\n",sizeof(intPoint));
	printf("sizeof(double*):%ld\n",sizeof(doublePoint);
	printf("sizeof(struct*):%ld\n",sizeof(structPoint));
	return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

可以看到，不僅"int"型指針是8字節(jié)大小，"char"、"double"和結(jié)構(gòu)體指針也都是8字節(jié)大小。這是因?yàn)楣P者電腦安裝的是64位系統(tǒng)。所以書(shū)上代碼的"int"型指針自增操作不適用于筆者，筆者將其改為“args += 2”，在dev c++這個(gè)IDE中可以得到正確的結(jié)果，但在ubuntu gcc下還是不對(duì)。

參數(shù)位置排布

解決了第一個(gè)指針移動(dòng)步長(zhǎng)問(wèn)題，還是得不到正確答案。筆者懷疑參數(shù)地址很可能不連續(xù)。如何看函數(shù)的參數(shù)地址信息？方法有很多，筆者就選一種比較快捷的方式——看匯編代碼。

在ubuntu的終端框輸入

gcc -S [源文件]

就能得到一個(gè)帶".s"后綴的匯編代碼文件。

我們對(duì)比著看main函數(shù)與print_num函數(shù)中關(guān)于參數(shù)傳遞的部分：

在main函數(shù)中，各個(gè)參數(shù)被放入不同的寄存器，在print_num函數(shù)中，又從寄存器中將參數(shù)取出來(lái)放入print_num的函數(shù)堆棧中。仔細(xì)看各個(gè)參數(shù)最終被放入的堆棧位置，發(fā)現(xiàn)第一個(gè)參數(shù)地址和第二個(gè)參數(shù)地址差了28個(gè)字節(jié)，而后面的參數(shù)地址之間都是差8個(gè)字節(jié)。這也就解釋了為何之前的代碼結(jié)果不對(duì)了。

解決問(wèn)題

所以只要在第一個(gè)參數(shù)地址的基礎(chǔ)上加上偏移量28即可（"char*"型）。

運(yùn)行結(jié)果符合預(yù)期：

但是為什么第一個(gè)參數(shù)和第二個(gè)參數(shù)間隔28字節(jié)，筆者暫時(shí)還不清楚，盲猜需要去看gcc中編譯器的相關(guān)知識(shí)。

額外的測(cè)試

以往對(duì)于固定參數(shù)個(gè)數(shù)的普通函數(shù)的傳參，是這樣處理的：前幾個(gè)參數(shù)放入寄存器，若個(gè)數(shù)超出，則壓入函數(shù)堆棧。筆者有點(diǎn)好奇變參函數(shù)是否也如此，就給這個(gè)print_num傳了18個(gè)參數(shù)：

匯編代碼如下：

這說(shuō)明了變參函數(shù)的傳參規(guī)則和普通函數(shù)并無(wú)兩樣。

總結(jié)

在看書(shū)的時(shí)候，我喜歡邊看邊敲代碼，這一次照著書(shū)上敲的代碼運(yùn)行結(jié)果不對(duì)，就有了上面的一些探究過(guò)程。如果我沒(méi)有動(dòng)手實(shí)踐，以后碰到類似問(wèn)題時(shí)很可能會(huì)蒙圈。所以動(dòng)手實(shí)踐很有必要。

另外，書(shū)上的東西并不一定全對(duì)，并且它的正確性需要有特定的前提做保證。比如，要是我使用的是32位系統(tǒng)，且編譯器在處理變參函數(shù)時(shí)將參數(shù)連續(xù)壓棧，那么書(shū)上的代碼就是完全正確的。我們無(wú)需害怕這些坑，我們需要做的就是去找到這些前提條件，去找到問(wèn)題的本質(zhì)點(diǎn)，最后解決問(wèn)題。