C語言中變參函數(shù)傳參的實現(xiàn)示例
背景引入
近期在看一本書,叫做《嵌入式C語言自我修養(yǎng)》,寫的內(nèi)容對我?guī)椭艽?,是一本好書。在?章,GNU C編譯器擴展語法精講一節(jié),這本書給出了一些變參函數(shù)的例子:
//1.變參函數(shù)初體驗 #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:定義一個變參函數(shù)print_num,在函數(shù)內(nèi)部先取得第一個參數(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。在main函數(shù)中,傳給print_num 6個參數(shù),按這個邏輯,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:
打印出的值和傳進去的值完全不相等,甚至毫無規(guī)律可言。
問題分析
上述代碼中,是通過取首個參數(shù)的地址,并往后移動這個指針來獲得后面參數(shù)的,那么問題很可能出在兩個地方:
- 指針移動的方式不正確
- 參數(shù)的地址排布可能不是連續(xù)的
我們一個一個來看,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方式了。指針移動是“args++”這一行語句來控制的。筆者修改了一下書上的代碼:
#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; }
主要增加了對于每個參數(shù)的地址的打印,運行結(jié)果如下:
筆者發(fā)現(xiàn)這個"args++"每次往后移動4個字節(jié),這是因為對于"int"型指針的移動操作,是以4(sizeof(int))為基本單位的。同理,對于"char"型指針的移動操作,以1(sizeof(char))為單位。
指針大小
一個"int"型指針大小如果等于4,那么上述對于指針移動操作就沒問題??墒?int"型指針大小真的等于4嗎?
筆者用代碼來測試下:
#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。這是因為筆者電腦安裝的是64位系統(tǒng)。所以書上代碼的"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IDE中可以得到正確的結(jié)果,但在ubuntu gcc下還是不對。
參數(shù)位置排布
解決了第一個指針移動步長問題,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]
就能得到一個帶".s"后綴的匯編代碼文件。
我們對比著看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)取出來放入print_num的函數(shù)堆棧中。仔細看各個參數(shù)最終被放入的堆棧位置,發(fā)現(xiàn)第一個參數(shù)地址和第二個參數(shù)地址差了28個字節(jié),而后面的參數(shù)地址之間都是差8個字節(jié)。這也就解釋了為何之前的代碼結(jié)果不對了。
解決問題
所以只要在第一個參數(shù)地址的基礎(chǔ)上加上偏移量28即可("char*"型)。
運行結(jié)果符合預(yù)期:
但是為什么第一個參數(shù)和第二個參數(shù)間隔28字節(jié),筆者暫時還不清楚,盲猜需要去看gcc中編譯器的相關(guān)知識。
額外的測試
以往對于固定參數(shù)個數(shù)的普通函數(shù)的傳參,是這樣處理的:前幾個參數(shù)放入寄存器,若個數(shù)超出,則壓入函數(shù)堆棧。筆者有點好奇變參函數(shù)是否也如此,就給這個print_num傳了18個參數(shù):
匯編代碼如下:
這說明了變參函數(shù)的傳參規(guī)則和普通函數(shù)并無兩樣。
總結(jié)
在看書的時候,我喜歡邊看邊敲代碼,這一次照著書上敲的代碼運行結(jié)果不對,就有了上面的一些探究過程。如果我沒有動手實踐,以后碰到類似問題時很可能會蒙圈。所以動手實踐很有必要。
另外,書上的東西并不一定全對,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)時將參數(shù)連續(xù)壓棧,那么書上的代碼就是完全正確的。我們無需害怕這些坑,我們需要做的就是去找到這些前提條件,去找到問題的本質(zhì)點,最后解決問題。
參考資料
《嵌入式C語言自我修養(yǎng)——從芯片、編譯器到操作系統(tǒng)》
到此這篇關(guān)于C語言中變參函數(shù)傳參的實現(xiàn)示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言變參函數(shù)傳參內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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