C語言可變參數(shù)的使用詳解

一、可變參數(shù)表介紹

c/c++語言具備一個不同于其他編程語言的的特性，即支持可變參數(shù)。

例如C庫中的printf,scanf等函數(shù)，都支持輸入數(shù)量不定的參數(shù)。例如：

printf("helloworld");////

	

	printf函數(shù)原型為 int printf(const char *format, …);

	從printf的原型來看，其除了接受一個固定參數(shù)format以外，后面的參數(shù)使用…來表示。

	在c/c++語言中，…表示可以接受不定數(shù)量的參數(shù)。

	二、可變參數(shù)表用法

	在標準C/C++中，頭文件中定義了如下三個宏：

	
voidva_start(va_listarg_ptr,prev_param);/*ANSIversion*/
typeva_arg(va_listarg_ptr,type);
voidva_end(va_listarg_ptr);


	

	va 就是variable argument(可變參數(shù))的意思

	arg_ptr 是指向可變參數(shù)表的指針

	prev_param 則指可變參數(shù)表的前一個固定參數(shù)

	type 為可變參數(shù)的類型

	va_list 也是一個宏

	其定義為typedef char * va_list 實質上是一char 型指針。

	char 型指針的特點是++、--操作對其作用的結果是增1 和減1（因為sizeof(char)為1）。

	與之不同的是int 等其它類型指針的++、--操作對其作用的結果是增sizeof(type)或減sizeof(type)，而且sizeof(type)大于1。

	通過使用va_start宏我們可以取得可變參數(shù)表的首指針，這個宏的定義為：

	
#defineva_start(ap,v)(ap=(va_list)&v+_INTSIZEOF(v))


	

	其作用為將最后那個固定參數(shù)的地址加上可變參數(shù)對其的偏移后賦值給ap，這樣ap就是可變參數(shù)表的首地址。

	_INTSIZEOF 宏定義為：

	
#define_INTSIZEOF(n)((sizeof(n)+sizeof(int)–1)&~(sizeof(int)–1))


	

	宏定義va_arg原型為：

	
#defineva_arg(list,mode)((mode*)(list=
(char*)((((int)list+(__builtin_alignof(mode)<=4?3:7))?&
(__builtin_alignof(mode)<=4?-4:-8))+sizeof(mode))))[-1]


	

	其作用為指取出當前arg_ptr 所指的可變參數(shù)并將ap 指針指向下一可變參數(shù)。

	va_end宏定義用來結束可變參數(shù)的獲取，定義為：

	
#defineva_end(list)


	

	va_end ( list )實際上被定義為空，沒有任何真實對應的代碼，用于代碼對稱，與va_start對應；

	可能發(fā)揮代碼的“自注釋”作用。所謂代碼的“自注釋”，指的是代碼能自己注釋自己。

	三、可變參數(shù)表的簡單使用
#include
#include
#include

/**
*@brief求n個數(shù)中的最大值
*@details
*@param[in]num整數(shù)個數(shù)
*@param[out]...整數(shù)
*@retval最大整數(shù)
*@par
*/
intmax(intnum,...){
intm=-0x7FFFFFFF;/*32系統(tǒng)中最小的整數(shù)*/
va_listap;
va_start(ap,num);
for(inti=0;im){
m=t;
}
}
va_end(ap);
returnm;
}

intmain(intargc,char*argv[]){
intn=max(5,5,6,3,8,5);/*求5個整數(shù)中的最大值*/
cout<

	

	max(int num, …)中首先定義了可變參數(shù)表指針ap，而后通過va_start ( ap, num )取得了參數(shù)表首地址（賦給了ap），其后的for 循環(huán)則用來遍歷可變參數(shù)表。

	max函數(shù)相比于printf簡單了許多，其原因如下：

	max函數(shù)可變參數(shù)表的長度是已知的，通過num參數(shù)傳入；

	max函數(shù)可變參數(shù)表中參數(shù)的類型是已知的，都為int型；

	printf 函數(shù)可變參數(shù)的個數(shù)不能輕易的得到，而可變參數(shù)的類 型也不是固定的，需由格式字符串進行識別（由%f、%d、%s 等確定）。

	四、運行機制

	反匯編是研究語法深層特性的終極良策，首先查看main函數(shù)中調用max函數(shù)時的反匯編：

	
1.004010C8push5
2.004010CApush8
3.004010CCpush3
4.004010CEpush6
5.004010D0push5
6.004010D2push5
7.004010D4call@ILT+5(max)(0040100a)


	

	第一步：將參數(shù)從右向左入棧（第1～6行）

	第二步：調用call 指令進行跳轉（第7行）

	這兩步包含了深刻的含義，它說明C/C++默認的調用方式為由調用者管理參數(shù)入棧的操作，且入棧的順序為從右至左，這種調用方式稱為_cdecl調用。

	x86系統(tǒng)的入棧方向為從高地址到低地址，故第1至n個參數(shù)被放在了地址遞增的堆棧內。在被調用函數(shù)內部，讀取這些堆棧的內容就可獲得各個參數(shù)的值，讓我們反匯編到max函數(shù)的內部。

	
intmax(intnum,...){
1.00401020pushebp
2.00401021movebp,esp
3.00401023subesp,50h
4.00401026pushebx
5.00401027pushesi
6.00401028pushedi
7.00401029leaedi,[ebp-50h]
8.0040102Cmovecx,14h
9.00401031moveax,0CCCCCCCCh
10.00401036repstosdwordptr[edi]
va_listap;
intm=-0x7FFFFFFF;/*32系統(tǒng)中最小的整數(shù)*/
11.00401038movdwordptr[ebp-8],80000001h
va_start(ap,num);
12.0040103Fleaeax,[ebp+0Ch]
13.00401042movdwordptr[ebp-4],eax
for(inti=0;im)
28.00401071moveax,dwordptr[t]
29.00401074cmpeax,dwordptr[ebp-8]
30.00401077jlemax+5Fh(0040107f)
m=t;
31.00401079movecx,dwordptr[t]
32.0040107Cmovdwordptr[ebp-8],ecx
}
33.0040107Fjmpmax+2Eh(0040104e)
va_end(ap);
34.00401081movdwordptr[ebp-4],0
returnm;
35.00401088moveax,dwordptr[ebp-8]
}
36.0040108Bpopedi
37.0040108Cpopesi
38.0040108Dpopebx
39.0040108Emovesp,ebp
40.00401090popebp
41.00401091ret


	

	第1～10行進行執(zhí)行函數(shù)內代碼的準備工作，保存現(xiàn)場；

	第2行對堆棧進行移動；

	第3行則意味著max函數(shù)為其內部局部變量準備的堆?？臻g為50h字節(jié)；

	第11行表示把變量n 的內存空間安排在了函數(shù)內部局部棧底減8的位置（占用4個字節(jié)）；

	第12～13行非常關鍵，對應著va_start ( ap, num)，這兩行將第一個可變參數(shù)的地址賦值給了指針ap；

	從第12行可以看出num 的地址為ebp+0Ch；

	從第13行可以看出ap 被分配在函數(shù)內部局部棧底減4 的位置上（占用4 個字節(jié)）；

	第22～27行最為關鍵，對應著va_arg (ap, int)；

	第22~24行的作用為將ap 指向下一可變參數(shù)（可變參數(shù)的地址間隔為4 個字節(jié)，從add eax,4 可以看出）；

	第25~27行則取當前可變參數(shù)的值賦給變量t。這段反匯編很奇怪，它先移動可變參數(shù)指針，再在賦值指令里面回過頭來取先前的參數(shù)值賦給t（從mov edx,dword ptr [ecx-4]語句可以看出）；

	第36～41行恢復現(xiàn)場和堆棧地址，執(zhí)行函數(shù)返回操作。

	審核編輯：湯梓紅