C/C++不定参数的使用

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C语言的不定参
C++的不定参

C语言的不定参

C语言的不定参数最常见的应用示例就是printf函数，如下，参数列表中的...表示不定参数列表

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#include <stdio.h>
int printf(const char *format, ...);

试着模拟实现C语言的printf函数

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void myprintf(const char *fmt, ...)
{
    //TODO
}

C语言中，对于...不定参列表，要用va_*系列宏函数操作

c 复制代码

#include <stdarg.h>

void va_start(va_list ap, last);
type va_arg(va_list ap, type);
void va_end(va_list ap);
void va_copy(va_list dest, va_list src);

va_list

va_list可以理解为一个指针类型，开始时，通过调用va_start，它会指向不定参列表的第一个参数
va_start

我们知道，C/C++的函数参数通过压栈的方式传入，不定参列表的多个参数也需要压栈。

va_start的作用是使ap指向不定参列表的第一个参数。通过不定参数列表前的最后一个函数参数，找到不定参列表的首元素，并使ap（va_list类型的指针）指向首元素。因此，C函数使用...不定参数，前面至少包含一个其它参数，由它提供不定参数的起始位置。
va_arg

va_arg的作用是在不定参数列表中，从ap指向的参数开始，逐个返回type类型的数据，一般需要循环调用va_arg，在此过程中ap会不断往后走
va_end

ap使用结束后就失效了，为了避免野指针的引用，va_end可以销毁ap指针
va_copy

拷贝src到dest，使得二者指向同一个不定参数列表，src不用再次调用va_start，但要调用va_end

Test Demo：

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void myprintf(size_t num, ...)
{
    va_list ap1;
    va_start(ap1, num);
    va_list ap2;
    va_copy(ap2, ap1);
    for (int i = 0; i < num; i++)
    {
        char ch = va_arg(ap1, int);
        std::cout << ch;
    }
    std::cout << std::endl;
    for (int i = 0; i < num; i++)
    {
        char ch = va_arg(ap2, int);
        std::cout << ch;
    }
    std::cout << std::endl;
    va_end(ap1);
    va_end(ap2);
}

int main()
{
    myprintf(3, 'L', 'O', 'L');
    return 0;
}

⭕输出结果

bash 复制代码

[ckf@VM-8-12-centos 1.before]$ ./vargs 
LOL
LOL

注意：va_arg对于可变参数的处理是有一些规则的，特别是对于小整数类型（如char和float）。这些类型在传递给va_arg时会被默认转换为int和double，而不是它们的实际类型。因此，在Test Demo中，对于传入的char类型参数，在调用va_arg时也应该指定type为int，获得返回值后再转换为实际类型char。

以下函数可以对不定参数列表进行格式化操作。

c 复制代码

#include <stdarg.h>

int vprintf(const char *format, va_list ap);
int vfprintf(FILE *stream, const char *format, va_list ap);
int vsprintf(char *str, const char *format, va_list ap);
int vsnprintf(char *str, size_t size, const char *format, va_list ap);

它们的作用与printf相同，都可以通过参数format，对不定参数进行格式化。区别在于：printf使用不定参...作为格式化的数据，而上面以v开头printf结尾的函数，使用ap指向的不定参数列表作为格式化的数据。除此之外，内部的区别就在于输出的方向了，vprintf将格式化后的字符串输出到stdout，vfprintf输出到指定的文件流，vsprintf和vsprintf输出到指定的内存空间str，且后者可以指定输出的字节个数。

Test Demo：

c 复制代码

void myprintf(const char *fmt, ...)
{
    va_list ap;
    va_start(ap, fmt);

    char str[64] = {0};
    int len = vsnprintf(str, sizeof(str), fmt, ap);
    str[len] = 0;
    std::cout << str << std::endl;

    va_end(ap);
}
int main()
{
    myprintf("%s %c %d", "你好", '!', 2024);
    return 0;
}

⭕输出结果

bash 复制代码

[ckf@VM-8-12-centos 1.before]$ ./vargs 
你好 ! 2024

C++的不定参

💭补充：

args参数包作为参数传递给另一个函数时，记得加...，表示这个args参数是不定参数包
函数接收Args...类型的参数包时，通常可以将参数设置为&&万能引用，减少拷贝的成本
C++11标准库中，很多构造方法都使用了以不定参数包为参数的条目，方便一些无法缺点参数个数的实例的构造

例如：

std::make_shared，由于并不确定构造智能指针指向的对象类型需要传入多少参数，C++11使用了Args不定参数包

emplace函数，C++11很多容器都重载了这个函数，emplace支持可变参数包，并且用参数包中的参数作为新插入元素构造函数的参数。

Test Demo

cpp 复制代码

template <class T>
void myprintfcpp(T val) // 终止函数
{
    std::cout << val;
}

template <class T, class... Args>
void myprintfcpp(T val, Args &&...args)
{
    std::cout << val;
    myprintfcpp(std::forward<Args>(args)...);
}

int main()
{
    myprintfcpp(3, 'L', 'O', 'L');
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

⭕输出结果

bash 复制代码

[ckf@VM-8-12-centos 1.before]$ ./vargs 
3LOL

END...