在 C 語言中，可變參數列表（Variable Argument List）通過 stdarg.h 頭文件提供的宏和函數來實現。它允許函數接受可變數量的參數，類似於 printf 和 scanf 這樣的函數。本文介紹與可變參數列表相關的函數和用法。

核心宏和函數

stdarg.h 提供了以下宏和函數來處理可變參數列表：

使用步驟

使用可變參數列表的典型步驟如下：

1. 定義一個 va_list 類型的變量。
2. 使用 va_start() 初始化 va_list。
3. 使用 va_arg() 逐個獲取參數。
4. 使用 va_end() 清理 va_list。

示例代碼

以下是一個簡單的示例，演示如何使用可變參數列表實現一個求和函數：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

// 定義一個可變參數函數，計算任意數量整數的和
int sum(int count, ...) {
    int total = 0;
    va_list args;  // 定義 va_list 變量

    va_start(args, count);  // 初始化 args，使其指向第一個可變參數

    for (int i = 0; i < count; i++) {
        int num = va_arg(args, int);  // 獲取下一個 int 類型的參數
        total += num;
    }

    va_end(args);  // 清理 args

    return total;
}

int main() {
    printf("Sum: %d\n", sum(3, 10, 20, 30));  // 輸出 60
    printf("Sum: %d\n", sum(5, 1, 2, 3, 4, 5));  // 輸出 15
    return 0;
}

詳細説明

(1) va_list

• 類型：va_list 是一個類型，用於存儲可變參數列表。

• 示例：

  va_list args;
  

(2) va_start()

• 函數原型：

  void va_start(va_list ap, last_arg);
  

• 概念實現：

  // 概念性實現（實際由編譯器提供）
  #define va_start(ap, last_arg) \
  (ap = (va_list)((char*)&last_arg + sizeof(last_arg)))
  

• 作用：

  • 初始化 va_list，使其指向可變參數列表的第一個參數。
  • last_arg 是可變參數列表前的最後一個固定參數。

• 示例：

  va_start(args, count);
  

(3) va_arg()

• 函數原型：

  type va_arg(va_list ap, type);
  

• 作用：

  • 從 va_list 中獲取下一個參數，並指定其類型。
  • type 是參數的類型（如 int、double 等）。

• 示例：

  int num = va_arg(args, int);
  

(4) va_end()

• 函數原型：

  void va_end(va_list ap);
  

• 作用：清理 va_list，結束可變參數列表的訪問。

• 示例：

  va_end(args);
  

(5) va_copy()（C99 引入）

• 函數原型：

  void va_copy(va_list dest, va_list src);
  

• 作用：

  • 複製一個 va_list 變量。
  • dest 是目標變量，src 是源變量。

• 示例：

  va_list args_copy;
  va_copy(args_copy, args);
  

注意事項

1. 固定參數：可變參數函數必須至少有一個固定參數（如 count），用於確定可變參數的數量或類型。
2. 參數類型：使用 va_arg() 時，必須明確指定參數的類型。如果類型不匹配，會導致未定義行為。
3. 參數數量：需要確保訪問的參數數量不超過實際傳遞的參數數量，否則會導致未定義行為。
4. 平台依賴性：可變參數列表的實現依賴於底層平台，不同平台可能有不同的行為。

更復雜的示例

以下是一個更復雜的示例，實現一個類似 printf 的函數，支持格式化輸出：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

void my_printf(const char *format, ...) {
    va_list args;
    va_start(args, format);

    while (*format) {
        if (*format == '%') {
            format++;  // 跳過 '%'
            switch (*format) {
                case 'd': {
                    int num = va_arg(args, int);
                    printf("%d", num);
                    break;
                }
                case 'f': {
                    double num = va_arg(args, double);
                    printf("%f", num);
                    break;
                }
                case 's': {
                    char *str = va_arg(args, char *);
                    printf("%s", str);
                    break;
                }
                default:
                    putchar(*format);
                    break;
            }
        } else {
            putchar(*format);
        }
        format++;
    }

    va_end(args);
}

int main() {
    my_printf("Integer: %d, Float: %f, String: %s\n", 42, 3.14, "Hello");
    return 0;
}

總結

• va_list 是處理可變參數列表的核心類型。
• va_start()、va_arg() 和 va_end() 是處理可變參數的基本宏。
• 可變參數函數需要至少一個固定參數，用於確定可變參數的數量或類型。
• 使用可變參數時需要注意參數類型和數量的匹配，避免未定義行為。