C/C++可变参数列表参数处理方法va_list、va_start()、va_copy()、va_arg()、va

C/C++可变参数列表参数处理（va_list、va_start()、va_copy()、va_arg()、va_end()）

文章目录

C/C++可变参数列表参数处理（va_list、va_start()、va_copy()、va_arg()、va_end()）
- 1 引言
- 2 类型、函数介绍
- - 2.1 va_list
  - 2.2 va_start()
  - 2.3 va_copy()
  - 2.4 va_arg()
  - 2.5 va_end()
- 3 示例
- 4 总结

1 引言

在学习 C/C++ 的过程中经常会看到一些函数，使用的是可变参数列表，函数在定义是，没有规定参数个数与参数类型，而是使用 ... 代替。如果是第一次见到这种表达方式吗，可能会感到很神奇。这里的 ... 就代表了可变参数列表部分。
这种方式允许函数接受类型和数目不确定的一些列参数，那么函数内部是如何对可变的参数列表进行处理的呢？这里对可变参数列表的处理，就需要用到 va_list， va_start， va_copy， va_arg， va_end 。接下来分别对它们进行介绍。

2 类型、函数介绍

2.1 va_list

对应的定义如下：

 typedef /* unspecified */ va_list;  /* 未指定具体类型 */

这里的 va_list 是一个完整对象类型（complete object type)，用来保存 va_start, va_copy, va_arg, va_end 这些函数需要的数据。
如果创建了一个 va_list 实例，它被传递给另一个函数，并且在该函数中通过 va_arg() 使用，那么用在调用函数中的任意后续参数都应该在调用 va_end() 之前被处理。
可以把指向 va_list 类型的指针传递给另一个函数，然后在函数返回后使用该对象，也就是说，可以使用指针访问该类型对象。

2.2 va_start()

函数对应的定义如下：

 void va_start( std::va_list ap, parm_n );

这个宏定义能够使 va_list 类型的对象能够访问可变参数列表，使 va_list 对象指向可变参数列表可变部分的前一个参数（也就是最后一个固定的参数，说可变部分，是因为整个括号内的函数的参数一起才称之为可变参数列表，而前边的参数往往是固定的，可变部分在整个参数列表的后边）。这实际上是一个初始化的过程，我们可以理解为，这个函数告知 va_list 类型的对象从哪个参数开始是参数列表中可变的部分，让它知道从哪里开始工作，便于后续进行逐个访问使用。
这里的 parm_n 通常是可变参数 ... 前边的一个参数，这里的 ap 经过 va_start() 函数初始化之后，指向 ... 部分对应的第一个参数。
va_start() 应该在任意的 va_arg() 调用前被 va_list 类型的对象调用，注意这里不是必须要调用 va_start() 函数，还可以使用 va_copy() ，后续会进行介绍，两个宏函数根据需要在调用 va_arg() 函数前有调用即可。

2.3 va_copy()

函数对应的定义如下：

 void va_copy( std::va_list dest, std::va_list src ); // C++11、C99引入

结合函数定义，很容易可以理解，这是一个将已有的 va_list 类型对象内容拷贝到另一个 va_list 类型对象的过程,这个过程与调用 va_start() 函数进行初始化由相同的作用。
va_end() 应该在函数返回之前或者任意子序列重新被初始化之前被 dest 调用。这里也不难理解，函数返回之前，即 va_list 对象已经完成了本次的“任务”，需要清理一下；dest 中的部分参数重新初始化之前也是如此，也需要调用 va_end() 函数进行清理工作。

2.4 va_arg()

函数对应的定义如下：

 T va_arg( std::va_list ap, T );

va_arg() 宏函数根据 va_list 类型对象的下一个参数展开为类型 T 的表达式，移动指针，将 va_list 对象的指针指向可变参数列表中的下一个参数。
在调用 va_arg 之前，va_list 类型的对象必须经过 va_start 或 va_copy() 的初始化，且不能有调用 va_end()，每次调用 va_arg() 会将 va_list 对象的指针指向可变参数列表中的下一个参数。
如果可变参数列表中的下一个参数与类型 T 不兼容，行为未定义，除非：

一种类型是有符号整型，另一种类型是相应的无符号整型，值在两种类型中都可以表示;
一种类型是指向void的指针，另一种类型是指向字符类型(char、signed char或unsigned char)的指针。
如果va_arg() 调用的时候 va_list 类型对象（也称为实例）中已经没有参数了，对应的行为也没有定义。

2.5 va_end()

函数对应的定义如下：

 void va_end( std::va_list ap );

va_end() 对由 va_start() 或者 va_copy() 初始化的 va_list 类型对象的执行清理过程。va_end() 会修改 va_list 对象实例，使其不再可用。
如果没有相对应的对 va_start() 或者 va_copy() 函数的调用，或者如果在一个函数调用 va_start() 或者 va_copy() 函数之前没有调用 va_end() ，行为没有定义，即在这些情况下，没有定义如何去处理。

3 示例

#include <iostream>
#include <cstdarg>int add_nums(int count, ...)
{int result = 0;std::va_list args;                     /* 创建一个 va_list 实例 */va_start(args, count);                 /* 对实例进行初始化，这里的count是可变参数列表的第一个参数，而调用va_start()函数之后，args实际指向count */for (int i = 0; i < count; ++i) {result += va_arg(args, int);      /* 读取args指向位置的下一个参数，扩展为int类型，并移动指针到下一个位置 */}va_end(args);                         /* 清理va_list实例 */return result;
}int main()
{std::cout << add_nums(4, 25, 25, 50, 50) << '\n';
}

4 总结

va_list、va_start()、va_copy()、va_arg()、va_end() 是可变参数列表处理过程中使用到的数据类型和处理方法， va_list 是用于处理可变参数的数据，va_start()、**va_copy()**则负责对该数据对象进行初始化，va_arg() 则负责对可变参数按照指定类型进行扩展，并移动指针，va_end() 负责对该数据进行清理工作。把这些放在一个流程中进行理解，应该回容易一些。

参考文章：

va_liast cppreference.com
揭秘X86架构C可变参数实现原理
C语言，三个点…