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标题: 可变长度参数，的底层是怎么操作的呢，用的是什么原理？ [打印本页]

作者: 廖理 时间: 2012-5-5 21:26
标题: 可变长度参数，的底层是怎么操作的呢，用的是什么原理？

Java.util.Arrays类中的 public static <T> List<T> asList(T... a)方法用到了，可变长度参数，的底层是怎么操作的呢，用的是什么原理？

作者: 何阳 时间: 2012-5-5 21:39
//相当于定义了一个数组，但是数组的长度没确定，他依据你传递的个数而改变。弥补了数组固定长度的缺点。
//例如你定义个一个函数
public  static  int  add(int a,int b)
{
return a+b;
}
public  static  int  add(int a,int b,int c)
{
return a+b+c;
}
//我们可以这样简写

public  static int add(int... t)
{
int  sum=0;
for (int i=0;i<t.length;i++)
{
sum+=t[i];
}
  return  sum;
}
//调用方法时，可以这样
int s=add(1,2,3);
int b=add(1,2,3,4,5,6,6);

作者: 小鹿叙鹿 时间: 2012-5-5 22:45
由于在C语言中没有函数重载,解决不定数目函数参数问题变得比较麻烦;即使采用C++,如果参数个数不能确定,也很难采用函数重载.对这种情况,有些人采用指针参数来解决问题。下面就c语言中处理不定参数数目的问题进行讨论。
定义
大家先看几宏.
在VC++6.0的include有一个stdarg.h头文件,有如下几个宏定义:
#define _INTSIZEOF(n) ((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int) - 1) )
#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )          //第一个可选参数地址
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一个参数地址
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )                         // 将指针置为无效
如果对以上几个宏定义不理解,可以略过,接这看后面的内容。
参数在堆栈中分布,位置
在进程中,堆栈地址是从高到低分配的.当执行一个函数的时候,将参数列表入栈,压入堆栈的高地址部分,然后入栈函数的返回地址,接着入栈函数的执行代码,这个入栈过程,堆栈地址不断递减,一些黑客就是在堆栈中修改函数返回地址,执行自己的代码来达到执行自己插入的代码段的目的.总之,函数在堆栈中的分布情况是:地址从高到低,依次是:函数参数列表,函数返回地址,函数执行代码段。堆栈中,各个函数的分布情况是倒序的。即最后一个参数在列表中地址最高部分,第一个参数在列表地址的最低部分.参数在堆栈中的分布情况如下:
最后一个参数
倒数第二个参数
...
第一个参数
函数返回地址
函数代码段
示例代码
void arg_test(int i, ...);
int main(int argc,char *argv[])
{
int int_size = _INTSIZEOF(int);
printf("int_size=%d\n", int_size);
arg_test(0, 4);

arg_cnt(4,1,2,3,4);
return 0;
}
void arg_test(int i, ...)
{
int j=0;
va_list arg_ptr;

va_start(arg_ptr, i);
printf("&i = %p\n", &i);//打印参数i在堆栈中的地址
printf("arg_ptr = %p\n", arg_ptr);
//打印va_start之后arg_ptr地址,
//应该比参数i的地址高sizeof(int)个字节
//这时arg_ptr指向下一个参数的地址

j=*((int *)arg_ptr);
printf("%d %d\n", i, j);
j=va_arg(arg_ptr, int);
printf("arg_ptr = %p\n", arg_ptr);
//打印va_arg后arg_ptr的地址
//应该比调用va_arg前高sizeof(int)个字节
//这时arg_ptr指向下一个参数的地址
va_end(arg_ptr);
printf("%d %d\n", i, j);
}

代码说明:
int int_size = _INTSIZEOF(int);得到int类型所占字节数
va_start(arg_ptr, i); 得到第一个可变参数地址,
根据定义(va_list)&v得到起始参数的地址, 再加上_INTSIZEOF(v) ,就是其实参数下一个参数的地址,即第一个可变参数地址.
j=va_arg(arg_ptr, int); 得到第一个参参数的值,并且arg_ptr指针上移一个_INTSIZEOF(int),即指向下一个可变参数的地址.
va_end(arg_ptr);置空arg_ptr,即arg_ptr=0;
总结:读取可变参数的过程其实就是堆栈中,使用指针,遍历堆栈段中的参数列表,从低地址到高地址一个一个地把参数内容读出来的过程.

在编程中应该注意的问题和解决办法
虽然可以通过在堆栈中遍历参数列表来读出所有的可变参数,但是由于不知道可变参数有多少个,什么时候应该结束遍历,如果在堆栈中遍历太多,那么很可能读取一些无效的数据.
解决办法:a.可以在第一个起始参数中指定参数个数,那么就可以在循环还中读取所有的可变参数;b.定义一个结束标记,在调用函数的时候,在最后一个参数中传递这个标记,这样在遍历可变参数的时候,可以根据这个标记结束可变参数的遍历;

（针对 b 方法，本人在此添加一个例子：编写一个名叫 max_list的函数，它用于检查任意数目的整形参数并返回他们中最大值。参数必须以一个负值结尾，用于提示列表结束。代码如下：

#include <stdarg.h>          //包含必要的头文件

int max_list(first_value,...)

{

   int max;

   int this_flag;  //当前的参数大小

   va_list arg_ptr;

   va_start(arg_ptr, first_value);

   max = first_value;

   while((this_flag =  va_arg(arg_ptr,int)  >= 0))

   {

            if(this_flag > max)

                     max = this_flag;

   }

   va_end(arg_ptr);

   return max;

}       )

下面是一段示例代码:
//第一个参数定义可选参数个数,用于循环取初参数内容
void arg_cnt(int cnt, ...);
int main(int argc,char *argv[])
{
int int_size = _INTSIZEOF(int);
printf("int_size=%d\n", int_size);
arg_cnt(4,1,2,3,4);
return 0;
}
void arg_cnt(int cnt, ...)
{
int value=0;
int i=0;
int arg_cnt=cnt;
va_list arg_ptr;
va_start(arg_ptr, cnt);
for(i = 0; i < cnt; i++)
{
  value = va_arg(arg_ptr,int);
  printf("value%d=%d\n", i+1, value);
}
}

虽然可以根据上面两个办法解决读取参数个数的问题,但是如果参数类型都是不定的,该怎么办,如果不知道参数的类型,即使读到了参数也没有办法进行处理.解决办法:可以自定义一些可能出现的参数类型,这样在可变参数列表中,可以可变参数列表中的那类型,然后根据类型,读取可变参数值,并进行准确地转换.传递参数的时候可以这样传递:参数数目,可变参数类型1,可变参数值1,可变参数类型2,可变参数值2,....
这里给出一个完整的例子:
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
const int INT_TYPE  = 100000;
const int STR_TYPE  = 100001;
const int CHAR_TYPE  = 100002;
const int LONG_TYPE  = 100003;
const int FLOAT_TYPE = 100004;
const int DOUBLE_TYPE = 100005;
//第一个参数定义可选参数个数,用于循环取初参数内容
//可变参数采用arg_type,arg_value...的形式传递,以处理不同的可变参数类型
void arg_type(int cnt, ...);
//第一个参数定义可选参数个数,用于循环取初参数内容
void arg_cnt(int cnt, ...);
//测试va_start,va_arg的使用方法,函数参数在堆栈中的地址分布情况
void arg_test(int i, ...);
int main(int argc,char *argv[])
{
int int_size = _INTSIZEOF(int);
printf("int_size=%d\n", int_size);
arg_test(0, 4);

arg_cnt(4,1,2,3,4);
arg_type(2, INT_TYPE, 222, STR_TYPE, "ok,hello world!");
return 0;
}
void arg_test(int i, ...)
{
int j=0;
va_list arg_ptr;

va_start(arg_ptr, i);
printf("&i = %p\n", &i);//打印参数i在堆栈中的地址
printf("arg_ptr = %p\n", arg_ptr);
//打印va_start之后arg_ptr地址,
//应该比参数i的地址高sizeof(int)个字节
//这时arg_ptr指向下一个参数的地址

j=*((int *)arg_ptr);
printf("%d %d\n", i, j);
j=va_arg(arg_ptr, int);
printf("arg_ptr = %p\n", arg_ptr);
//打印va_arg后arg_ptr的地址
//应该比调用va_arg前高sizeof(int)个字节
//这时arg_ptr指向下一个参数的地址
va_end(arg_ptr);
printf("%d %d\n", i, j);
}
void arg_cnt(int cnt, ...)
{
int value=0;
int i=0;
int arg_cnt=cnt;
va_list arg_ptr;
va_start(arg_ptr, cnt);
for(i = 0; i < cnt; i++)
{
  value = va_arg(arg_ptr,int);
  printf("value%d=%d\n", i+1, value);
}
}
void arg_type(int cnt, ...)
{
int arg_type = 0;
int int_value=0;
int i=0;
int arg_cnt=cnt;
char *str_value = NULL;
va_list arg_ptr;
va_start(arg_ptr, cnt);
for(i = 0; i < cnt; i++)
{
  arg_type = va_arg(arg_ptr,int);
  switch(arg_type)
  {
  case INT_TYPE:
int_value = va_arg(arg_ptr,int);
printf("value%d=%d\n", i+1, int_value);
break;
  case STR_TYPE:
str_value = va_arg(arg_ptr,char*);
printf("value%d=%d\n", i+1, str_value);
break;
  default:
break;
  }
}
}

作者: 小鹿叙鹿 时间: 2012-5-6 13:33
嗯嗯嗯
老师说的对
以后尽量的简短

作者: 黑马-王建雨 时间: 2012-5-6 13:41
我也想知道这个问题的答案。找到了。谢谢楼上。

作者: 郭振 时间: 2012-5-6 13:47
可变参数: 底层就是一个数组，只能出现在方法的形参里，不能定义

1）可变参数的方法只有在必须的时候才会调用，如果有确切匹配的不可变

参数的方法，会优先选择不可变参数的方法；

2）如果两个方法都是可变参数，都能匹配时，会编译通不过；编译器不知道调用哪个；

3）一个方法只能有一个可变参数，并且这个可变长参数必须是该方法的最后一个参数

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