深入理解可变参数(va

2024-06-08 12:21| 来源: 网络整理| 查看: 265

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1.C语言方式

1.1.宏介绍

1.2.原理详解

1.3.宏的可变参数

1.4.案例分析

1.5.其他实例

2.C++之std::initializer_list

2.1.简介

2.2.原理详解

2.3.案例分析

3.C++之可变参数模版

3.1.简介

3.2.可变参数个数

3.3.递归包展开

3.4.逗号表达式展开

3.5.Lambda 捕获

3.6.转发参数包

4.总结

1.C语言方式 1.1.宏介绍

C语言中的可变参数是指函数可以接受可变数量的参数。这些参数的数量在编译时是未知的。在这些可变参数中的参数类型可以相同，也可以不同；可变参数的每个参数并没有实际的名称与之相对应，用起来是很灵活；在头文件stdarg.h中，涉及到的宏有：va_list : 是指向参数的指针，通过指针运算来调整访问的对象va_start ：获取可变参数列表的第一个参数的地址va_arg ：获取可变参数的当前参数，返回指定类型并将指针指向下一参数va_end ：清空va_list可变参数列表

1.2.原理详解

函数的参数是存放在栈中，地址是连续的，所以可以通过相对位置去访问，这也是可变参数的访问方式；变长参数的实现需要依赖于C语言默认的cdecl调用惯例的自右向左压栈传递方式；可变参数是由1.1介绍的几个宏来实现，但是由于硬件平台的不同，编译器的不同，宏的定义也不相同，下面是AMD CPU x64平台下的定义：

typedef char* va_list;

va_list的定义

//[1] #ifdef __cplusplus #define _ADDRESSOF(v) (&reinterpret_cast(v)) #else #define _ADDRESSOF(v) (&(v)) #endif //[2] #define va_start _crt_va_start #define va_arg _crt_va_arg #define va_end _crt_va_end #define va_copy(destination, source) ((destination) = (source)) //[3] #define _PTRSIZEOF(n) ((sizeof(n) + sizeof(void*) - 1) & ~(sizeof(void*) - 1))//系统内存对齐 #define _ISSTRUCT(t) ((sizeof(t) > sizeof(void*)) || (sizeof(t) & (sizeof(t) - 1)) != 0) #define _crt_va_start(v,l) ((v) = (va_list)_ADDRESSOF(l) + _PTRSIZEOF(l)) #define _crt_va_arg(v,t) _ISSTRUCT(t) ? \ (**(t**)(((v) += sizeof(void*)) - sizeof(void*))) : \ ( *(t *)(((v) += sizeof(void*)) - sizeof(void*))) #define _crt_va_end(v) ((v) = (va_list)0) #define _crt_va_copy(d,s) ((d) = (s))

从上面的源码可以看出: 1) va_list v; 定义一个指向char类型的指针v。 2) va_start(v,l) ；执行 v = (va_list)&l + _PTRSIZEOF(l) ，v指向参数 l 之后的那个参数的地址，即 v指向第一个可变参数在堆栈的地址。 3) va_arg(v,t) ， ( (t )((v += _PTRSIZEOF(t)) - _PTRSIZEOF(t)) ) 取出当前v指针所指的值，并使 v 指向下一个参数。 v＋=sizeof(t类型) ，让v指向下一个参数的地址。然后返回 v - sizeof(t类型) 的t类型指针，这正是第一个可变参数在堆栈里的地址。然后用取得这个地址的内容。 va_end(v) ; 清空 va_list v。

备注：_PTRSIZEOF(n) 是怎么做到内存对齐的呢？

sizeof(void*)肯定是的2的整数倍，如果是32位的系统就是4，64位的系统就是8。以32位的系统为例， A) sizeof(void*)=4 二进制是 0000 0100

B) sizeof(void*)-1=3 二进制是 0000 0011

C)~(sizeof(void*) - 1)是在第二步的基础上取反，二进制是 1111 1100

1) 当n传入int，等于4个字节，D = sizeof(int)=4，D+A = 0000 0111 ，再和C与一下，把高位和地位都清零了，算出结果 0000 0100=4，正好是32位系统对齐的字节数。

2) 当传入short，低于4个字节，D = sizeof(short)=2，D+A = 0000 110 ，再和C与一下，把高位和地位都清零了，算出结果 0000 0100=4，正好是32位系统对齐的字节数。

3）当传入double, 高于4个字节， D = sizeof(double)=8，D+A = 0001 011 ，再和C与一下，把高位和地位都清零了，算出结果 0000 1000=8，正好是double对齐的字节数。

由此可见，32位系统_PTRSIZEOF(n)小于等于4字节时，就按照4字节对齐，大于4字节时，就按照sizeof(n)对齐。

可以用此方法分析64位系统用_PTRSIZEOF(n)计算的字节对齐数，一样的原理。

1.3.宏的可变参数

标准C/C++语言宏定义的参数允许用三个小数点 ... 表示这里是可变参数，在宏替换的时候，用 __VA_ARGS__ 表示 ... 位置的所有的参数，例如：

#define example1(...) printf(__VA_ARGS__) #define example2(fmt, ...) printf(fmt, __VA_ARGS__)

很多编译器扩展了可变参数的宏替换，参数后面带三个小数点，这样的写法更容易记忆，宏定义的参数后面可以带三个小数点，表示这里是可变参数，宏替换的时候，直接写这个参数就表示这个位置是所有的可变参数了。例如：

#define example1(fmt...) printf(fmt) #define example2(fmt, args...) printf(fmt, args) 1.4.案例分析 #include #include void printValues(const char* format, ...) { va_list args; // 定义一个va_list类型的变量 va_start(args, format); // 初始化args for (const char* arg = format; *arg != '\0'; ++arg) { if (*arg == '%') { ++arg; switch (*arg) { case 'd': // 对于整数 std::cout

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