當(dāng)你的函數(shù)的參數(shù)個(gè)數(shù)不確定時(shí),就可以使用上述宏進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理,這無(wú)疑為你的程序增加了靈活性。
Example:
◎用法1:
func( Type para1, Type para2, Type para3, ... )
{
/****** Step 1 ******/
va_list ap;
va_start( ap, para3 ); //一定要“...”之前的那個(gè)參數(shù)
/****** Step 2 ******/
//此時(shí)ap指向第一個(gè)可變參數(shù)
//調(diào)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 );
//如果有多個(gè)參數(shù)繼續(xù)調(diào)用va_arg
/****** Step 3 ******/
va_end(ap); //For robust!
}
◎用法2:
CString AppendString(CString str1,...)//一個(gè)連接字符串的函數(shù),參數(shù)個(gè)數(shù)可以動(dòng)態(tài)變化
{
LPCTSTR str=str1;//str需為指針類型,因?yàn)関a_arg宏返回的是你的參數(shù)的指針,但是如果你的參數(shù)為int等簡(jiǎn) //單類型,則不必為指針,因?yàn)樽兞棵麑?shí)際上即是指針。
CString res;
va_list marker; //你的類型鏈表
va_start(marker,str1);//初始化你的marker鏈表
while(str!="ListEnd")//ListEnd:參數(shù)的結(jié)束標(biāo)志,十分重要,在實(shí)際中需自行指定
{
res+=str;
str=va_arg(marker,CString);//取得下一個(gè)指針
}
va_end(marker);//結(jié)束,與va_start合用
return res;
}
int main()
{
CString str=AppendString("xu","zhi","hong","ListEnd");
cout<<str.GetBuffer(str.GetLength())<<endl;
return 0;
}
輸出 xuzhihong
CString AppendString(CString str1,...),因?yàn)檫B接字符串的參數(shù)可以動(dòng)態(tài)變化,你不知用戶要進(jìn)行連接的字符串個(gè)數(shù)是多少,所以你可以用…來(lái)代替。但是要注意的是你的函數(shù)要有一個(gè)參數(shù)作為標(biāo)志來(lái)表示結(jié)束,否則會(huì)出錯(cuò)。在上例中用ListEnd作為結(jié)束符。還有va_arg返回的是你參數(shù)內(nèi)容的指針。上例在支持MFC程序的console下運(yùn)行通過(guò)。
可變參數(shù)函數(shù)的原型聲明格式為:
type VAFunction(type arg1, type arg2, … );
參數(shù)可以分為兩部分:個(gè)數(shù)確定的固定參數(shù)和個(gè)數(shù)可變的可選參數(shù)。函數(shù)至少需要一個(gè)固定參數(shù),固定參數(shù)的聲明和普通函數(shù)一樣;可選參數(shù)由于個(gè)數(shù)不確定,聲明時(shí)用"…"表示。固定參數(shù)和可選參數(shù)公同構(gòu)成一個(gè)函數(shù)的參數(shù)列表。
借助上面這個(gè)簡(jiǎn)單的例2,來(lái)看看各個(gè)va_xxx的作用。
va_list arg_ptr:定義一個(gè)指向個(gè)數(shù)可變的參數(shù)列表指針;
va_start(arg_ptr, argN):使參數(shù)列表指針arg_ptr指向函數(shù)參數(shù)列表中的第一個(gè)可選參數(shù),說(shuō)明:argN是位于第一個(gè)可選參數(shù)之前的固定參數(shù),(或者說(shuō),最后一個(gè) 固定參數(shù);…之前的一個(gè)參數(shù)),函數(shù)參數(shù)列表中參數(shù)在內(nèi)存中的順序與函數(shù)聲明時(shí)的順序是一致的。如果有一va函數(shù)的聲明是void va_test(char a, char b, char c, …),則它的固定參數(shù)依次是a,b,c,最后一個(gè)固定參數(shù)argN為c,因此就是va_start(arg_ptr, c)。
va_arg(arg_ptr, type):返回參數(shù)列表中指針arg_ptr所指的參數(shù),返回類型為type,并使指針arg_ptr指向參數(shù)列表中下一個(gè)參數(shù)。
va_copy(dest, src):dest,src的類型都是va_list,va_copy()用于復(fù)制參數(shù)列表指針,將dest初始化為src。
va_end(arg_ptr):清空參數(shù)列表,并置參數(shù)指針arg_ptr無(wú)效。說(shuō)明:指針arg_ptr被置無(wú)效后,可以通過(guò)調(diào)用va_start ()、va_copy()恢復(fù)arg_ptr。每次調(diào)用va_start() / va_copy()后,必須得有相應(yīng)的va_end()與之匹配。參數(shù)指針可以在參數(shù)列表中隨意地來(lái)回移動(dòng),但必須在va_start() … va_end()之內(nèi)。
va函數(shù)的實(shí)現(xiàn)就是對(duì)參數(shù)指針的使用和控制。
typedef char * va_list; // x86平臺(tái)下va_list的定義
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函數(shù)的固定參數(shù)部分,可以直接從函數(shù)定義時(shí)的參數(shù)名獲得;對(duì)于可選參數(shù)部分,先將指針指向第一個(gè)可選參數(shù),然后依次后移指針,根據(jù)與結(jié)束標(biāo)志的比較來(lái)判斷是否已經(jīng)獲得全部參數(shù)。因此,va函數(shù)中結(jié)束標(biāo)志必須事先約定好,否則,指針會(huì)指向無(wú)效的內(nèi)存地址,導(dǎo)致出錯(cuò)。
這里,移動(dòng)指針使其指向下一個(gè)參數(shù),那么移動(dòng)指針時(shí)的偏移量是多少呢,沒(méi)有具體答案,因?yàn)檫@里涉及到內(nèi)存對(duì)齊(alignment)問(wèn)題,內(nèi)存對(duì)齊跟具體 使用的硬件平臺(tái)有密切關(guān)系,比如大家熟知的32位x86平臺(tái)規(guī)定所有的變量地址必須是4的倍數(shù)(sizeof(int) = 4)。va機(jī)制中用宏_INTSIZEOF(n)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,沒(méi)有這些宏,va的可移植性無(wú)從談起。
首先介紹宏_INTSIZEOF(n),它求出變量占用內(nèi)存空間的大小,是va的實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。
#define _INTSIZEOF(n) ((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int) - 1) )
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#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) ) //第一個(gè)可選參數(shù)地址 #define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一個(gè)參數(shù)地址 #define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 ) // 將指針置為無(wú)效
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下表是針對(duì)函數(shù)int TestFunc(int n1, int n2, int n3, …)
參數(shù)傳遞時(shí)的內(nèi)存堆棧情況。(C編譯器默認(rèn)的參數(shù)傳遞方式是__cdecl。)
對(duì)該函數(shù)的調(diào)用為int result = TestFunc(a, b, c, d. e); 其中e為結(jié)束標(biāo)志。

從上圖中可以很清楚地看出va_xxx宏如此編寫的原因。
1. va_start。為了得到第一個(gè)可選參數(shù)的地址,我們有三種辦法可以做到:
A) = &n3 + _INTSIZEOF(n3)
// 最后一個(gè)固定參數(shù)的地址 + 該參數(shù)占用內(nèi)存的大小
B) = &n2 + _INTSIZEOF(n3) + _INTSIZEOF(n2)
// 中間某個(gè)固定參數(shù)的地址 + 該參數(shù)之后所有固定參數(shù)占用的內(nèi)存大小之和
C) = &n1 + _INTSIZEOF(n3) + _INTSIZEOF(n2) + _INTSIZEOF(n1)
// 第一個(gè)固定參數(shù)的地址 + 所有固定參數(shù)占用的內(nèi)存大小之和
從編譯器實(shí)現(xiàn)角度來(lái)看,方法B),方法C)為了求出地址,編譯器還需知道有多少個(gè)固定參數(shù),以及它們的大小,沒(méi)有把問(wèn)題分解到最簡(jiǎn)單,所以不是很聰明的途 徑,不予采納;相對(duì)來(lái)說(shuō),方法A)中運(yùn)算的兩個(gè)值則完全可以確定。va_start()正是采用A)方法,接受最后一個(gè)固定參數(shù)。調(diào)用va_start ()的結(jié)果總是使指針指向下一個(gè)參數(shù)的地址,并把它作為第一個(gè)可選參數(shù)。在含多個(gè)固定參數(shù)的函數(shù)中,調(diào)用va_start()時(shí),如果不是用最后一個(gè)固定 參數(shù),對(duì)于編譯器來(lái)說(shuō),可選參數(shù)的個(gè)數(shù)已經(jīng)增加,將給程序帶來(lái)一些意想不到的錯(cuò)誤。(當(dāng)然如果你認(rèn)為自己對(duì)指針已經(jīng)知根知底,游刃有余,那么,怎么用就隨 你,你甚至可以用它完成一些很優(yōu)秀(高效)的代碼,但是,這樣會(huì)大大降低代碼的可讀性。)
注意:宏va_start是對(duì)參數(shù)的地址進(jìn)行操作的,要求參數(shù)地址必須是有效的。一些地址無(wú)效的類型不能當(dāng)作固定參數(shù)類型。比如:寄存器類型,它的地址不是有效的內(nèi)存地址值;數(shù)組和函數(shù)也不允許,他們的長(zhǎng)度是個(gè)問(wèn)題。因此,這些類型時(shí)不能作為va函數(shù)的參數(shù)的。
2. va_arg身兼二職:返回當(dāng)前參數(shù),并使參數(shù)指針指向下一個(gè)參數(shù)。
初看va_arg宏定義很別扭,如果把它拆成兩個(gè)語(yǔ)句,可以很清楚地看出它完成的兩個(gè)職責(zé)。
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一個(gè)參數(shù)地址 // 將( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )拆成: /* 指針ap指向下一個(gè)參數(shù)的地址 */ 1. ap += _INTSIZEOF(t); // 當(dāng)前,ap已經(jīng)指向下一個(gè)參數(shù)了 /* ap減去當(dāng)前參數(shù)的大小得到當(dāng)前參數(shù)的地址,再?gòu)?qiáng)制類型轉(zhuǎn)換后返回它的值 */ 2. return *(t *)( ap - _INTSIZEOF(t))
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回想到printf/scanf系列函數(shù)的%d %s之類的格式化指令,我們不難理解這些它們的用途了- 明示參數(shù)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的類型。
(注:printf/scanf沒(méi)有使用va_xxx來(lái)實(shí)現(xiàn),但原理是一致的。)
3.va_end很簡(jiǎn)單,僅僅是把指針作廢而已。
#define va_end(ap) (ap = (va_list)0) // x86平臺(tái)
四、 簡(jiǎn)潔、靈活,也有危險(xiǎn)從va的實(shí)現(xiàn)可以看出,指針的合理運(yùn)用,把C語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、靈活的特性表現(xiàn)得淋漓盡致,叫人不得不佩服C的強(qiáng)大和高效。不可否認(rèn)的是,給編程人員太多自由空間必然使程序的安全性降低。va中,為了得到所有傳遞給函數(shù)的參數(shù),需要用va_arg依次遍歷。其中存在兩個(gè)隱患:
1)如何確定參數(shù)的類型。
va_arg在類型檢查方面與其說(shuō)非常靈活,不如說(shuō)是很不負(fù)責(zé),因?yàn)槭菑?qiáng)制類型轉(zhuǎn)換,va_arg都把當(dāng)前指針?biāo)赶虻膬?nèi)容強(qiáng)制轉(zhuǎn)換到指定類型;
2)結(jié)束標(biāo)志。如果沒(méi)有結(jié)束標(biāo)志的判斷,va將按默認(rèn)類型依次返回內(nèi)存中的內(nèi)容,直到訪問(wèn)到非法內(nèi)存而出錯(cuò)退出。例2中SqSum()求的是自然數(shù)的平方 和,所以我把負(fù)數(shù)和0作為它的結(jié)束標(biāo)志。例如scanf把接收到的回車符作為結(jié)束標(biāo)志,大家熟知的printf()對(duì)字符串的處理用'\0'作為結(jié)束標(biāo) 志,無(wú)法想象C中的字符串如果沒(méi)有'\0', 代碼將會(huì)是怎樣一番情景,估計(jì)那時(shí)最流行的可能是字符數(shù)組,或者是malloc/free。
允許對(duì)內(nèi)存的隨意訪問(wèn),會(huì)留給不懷好意者留下攻擊的可能。當(dāng)處理cracker精心設(shè)計(jì)好的一串字符串后,程序?qū)⑻D(zhuǎn)到一些惡意代碼區(qū)域執(zhí)行,以使cracker達(dá)到其攻擊目的。(常見(jiàn)的exploit攻擊)所以,必需禁止對(duì)內(nèi)存的隨意訪問(wèn)和嚴(yán)格控制內(nèi)存訪問(wèn)邊界。