va_list、va_start、va_arg、va_end宏的使用

当你的函数的参数个数不确定时，就可以使用上述宏进行动态处理，这无疑为你的程序增加了灵活性。
 
example:
 
◎用法1:
func( type para1, type para2, type para3, ... )
{
    /****** step 1 ******/
    va_list ap;
    va_start( ap, para3 ); //一定要“...”之前的那个参数
   
    /****** step 2 ******/
    //此时ap指向第一个可变参数
    //调用va_arg取得里面的值
    type xx = va_arg( ap, type );
   
    //type一定要相同，如:
    //char *p = va_arg( ap, char *);
    //int i = va_arg( ap, int );
    //如果有多个参数继续调用va_arg
    /****** step 3 ******/
    va_end(ap); //for robust!
}
◎用法2:
 
cstring appendstring(cstring str1,...)//一个连接字符串的函数，参数个数可以动态变化
{
      lpctstr str=str1;//str需为指针类型，因为va_arg宏返回的是你的参数的指针，但是如果你的参数为int等简                       //单类型，则不必为指针，因为变量名实际上即是指针。
      cstring res;
      va_list marker;     //你的类型链表
      va_start(marker,str1);//初始化你的marker链表
 
      while(str!="listend")//listend:参数的结束标志，十分重要，在实际中需自行指定
      {
          res+=str;
          str=va_arg(marker,cstring);//取得下一个指针
      }
      va_end(marker);//结束，与va_start合用
      return res;
}
 
int main()
{
      cstring    str=appendstring("xu","zhi","hong","listend");
      cout<<str.getbuffer(str.getlength())<<endl;
      return 0;
}
 
输出xuzhihong
cstring appendstring(cstring str1,...)，因为连接字符串的参数可以动态变化，你不知用户要进行连接的字符串个数是多少，所以你可以用…来代替。但是要注意的是你的函数要有一个参数作为标志来表示结束，否则会出错。在上例中用listend作为结束符。还有va_arg返回的是你参数内容的指针。上例在支持mfc程序的console下运行通过。
 
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。
 
va函数的实现就是对参数指针的使用和控制。
 
 
typedef char *     va_list;     // x86平台下va_list的定义
 
 
函数的固定参数部分，可以直接从函数定义时的参数名获得；对于可选参数部分，先将指针指向第一个可选参数，然后依次后移指针，根据与结束标志的比较来判断是否已经获得全部参数。因此，va函数中结束标志必须事先约定好，否则，指针会指向无效的内存地址，导致出错。
 
这里，移动指针使其指向下一个参数，那么移动指针时的偏移量是多少呢，没有具体答案，因为这里涉及到内存对齐（alignment）问题，内存对齐跟具体 使用的硬件平台有密切关系，比如大家熟知的32位x86平台规定所有的变量地址必须是4的倍数(sizeof(int) = 4)。va机制中用宏_intsizeof(n)来解决这个问题，没有这些宏，va的可移植性无从谈起。
 
首先介绍宏_intsizeof(n)，它求出变量占用内存空间的大小，是va的实现的基础。
 
 
#define _intsizeof(n)     ((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int) - 1) )
 
 
 
#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _intsizeof(v) )             //第一个可选参数地址
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _intsizeof(t)) - _intsizeof(t)) ) //下一个参数地址
#define va_end(ap)      ( ap = (va_list)0 )                              // 将指针置为无效
 
 
下表是针对函数int testfunc(int n1, int n2, int n3, …)
 
参数传递时的内存堆栈情况。（c编译器默认的参数传递方式是__cdecl。）
 
对该函数的调用为int result = testfunc(a, b, c, d. e); 其中e为结束标志。
 
 
 
从上图中可以很清楚地看出va_xxx宏如此编写的原因。
 
1．va_start。为了得到第一个可选参数的地址，我们有三种办法可以做到：
 
a) = &n3 + _intsizeof(n3)
 
// 最后一个固定参数的地址+ 该参数占用内存的大小
 
b) = &n2 + _intsizeof(n3) + _intsizeof(n2)
 
// 中间某个固定参数的地址+ 该参数之后所有固定参数占用的内存大小之和
 
c) = &n1 + _intsizeof(n3) + _intsizeof(n2) + _intsizeof(n1)
 
// 第一个固定参数的地址+ 所有固定参数占用的内存大小之和
 
从编译器实现角度来看，方法b)，方法c)为了求出地址，编译器还需知道有多少个固定参数，以及它们的大小，没有把问题分解到最简单，所以不是很聪明的途 径，不予采纳；相对来说，方法a)中运算的两个值则完全可以确定。va_start()正是采用a)方法，接受最后一个固定参数。调用va_start ()的结果总是使指针指向下一个参数的地址，并把它作为第一个可选参数。在含多个固定参数的函数中，调用va_start()时，如果不是用最后一个固定 参数，对于编译器来说，可选参数的个数已经增加，将给程序带来一些意想不到的错误。(当然如果你认为自己对指针已经知根知底，游刃有余，那么，怎么用就随 你，你甚至可以用它完成一些很优秀（高效）的代码，但是，这样会大大降低代码的可读性。)
 
注意：宏va_start是对参数的地址进行操作的，要求参数地址必须是有效的。一些地址无效的类型不能当作固定参数类型。比如：寄存器类型，它的地址不是有效的内存地址值；数组和函数也不允许，他们的长度是个问题。因此，这些类型时不能作为va函数的参数的。
 
2．va_arg身兼二职：返回当前参数，并使参数指针指向下一个参数。
 
初看va_arg宏定义很别扭，如果把它拆成两个语句，可以很清楚地看出它完成的两个职责。
 
 
#define va_arg(ap,t)      ( *(t *)((ap += _intsizeof(t)) - _intsizeof(t)) ) //下一个参数地址
// 将( *(t *)((ap += _intsizeof(t)) - _intsizeof(t)) )拆成：
/* 指针ap指向下一个参数的地址*/
1．ap += _intsizeof(t)；           // 当前，ap已经指向下一个参数了
/* ap减去当前参数的大小得到当前参数的地址，再强制类型转换后返回它的值*/
2．return *(t *)( ap - _intsizeof(t))
 
 
回想到printf/scanf系列函数的%d %s之类的格式化指令，我们不难理解这些它们的用途了- 明示参数强制转换的类型。
 
(注：printf/scanf没有使用va_xxx来实现，但原理是一致的。)
 
3．va_end很简单，仅仅是把指针作废而已。
 
#define va_end(ap) (ap = (va_list)0) // x86平台
 
四、 简洁、灵活，也有危险
 
从va的实现可以看出，指针的合理运用，把c语言简洁、灵活的特性表现得淋漓尽致，叫人不得不佩服c的强大和高效。不可否认的是，给人员太多*空间必然使程序的安全性降低。va中，为了得到所有传递给函数的参数，需要用va_arg依次遍历。其中存在两个隐患：
 
1）如何确定参数的类型。
 
va_arg在类型检查方面与其说非常灵活，不如说是很不负责，因为是强制类型转换，va_arg都把当前指针所指向的内容强制转换到指定类型；
 
2）结束标志。如果没有结束标志的判断，va将按默认类型依次返回内存中的内容，直到访问到非法内存而出错退出。例2中sqsum()求的是自然数的平方 和，所以我把负数和0作为它的结束标志。例如scanf把接收到的回车符作为结束标志，大家熟知的printf()对字符串的处理用'\0'作为结束标 志，无法想象c中的字符串如果没有'\0'， 代码将会是怎样一番情景，估计那时最流行的可能是字符数组，或者是malloc/free。
 
允许对内存的随意访问，会留给不怀好意者留下攻击的可能。当处理cracker精心设计好的一串字符串后，程序将跳转到一些恶意代码区域执行，以使cracker达到其攻击目的。(常见的exploit攻击)所以，必需禁止对内存的随意访问和严格控制内存访问边界。
 
有关va_list和vsnprintf输出函数的问题
来源: chinaunix博客 　日期：2006.11.16 12:36　(共有0条评论) 我要评论
 
va_list ap;                //声明一个变量来转换参数列表
va_start(ap,fmt);             //初始化变量
va_end(ap);                   //结束变量列表,和va_start成对使用
可以根据va_arg(ap,type)取出参数
已经经过调试成功的输出程序
#include
#include
#define bufsize 80
char buffer[bufsize];
int vspf(char *fmt, ...)
{ 
va_list argptr;
int cnt;
va_start(argptr, fmt);
cnt = vsnprintf(buffer,bufsize ,fmt, argptr);
va_end(argptr);
return(cnt);
} 
int main(void)
{ 
int inumber = 30;
float fnumber = 90.0;
char string[4] = "abc";
 
vspf("%d %f %s", inumber, fnumber, string);
 
printf("%s\n", buffer);
return 0;
}