如何确定 va_arg 列表的结尾？答案

【问题标题】：How to determine the end of va_arg list?如何确定 va_arg 列表的结尾？
【发布时间】：2023-03-16 00:54:01
【问题描述】：

我有一个函数foo(char *n, ...); 我需要获取并使用所有可选的char 参数。我有一个想法使用

while(va_arg(argPtr, char) != NULL)
{
   ...
}

了解我何时到达列表末尾。那么，如果在函数调用中我会做foo(n, 't', 'm', '$', NULL);，它会起作用吗？

NULL 会被 va_arg 读取为字符吗？或者也许有一种更常见的方法来确定列表的结尾，而不添加 NULL 作为最后一个参数？

【问题讨论】：

如果n 是一个格式字符串，那么您通常只需将格式说明符的数量与参数的数量相匹配，就可以像printf 和家族一样行事。你确定它只是一个可变数量的chars 被传递吗？如果是这样，您可以匹配 -1 或 0 或其他东西，但由于@hvd 在下面的 cmets 中概述的原因，NULL 不是一个好主意。
@kekyc 如果您依赖负的 char 值，那么您应该使用 signed char，如果您只处理 [0, 128) 范围 (ascii) 中的值，那么 - 1 应该没问题。
如果你要传递一个可变长度的char 参数列表，为什么不只传递一个字符串呢？（有一些种情况下这不起作用，但这是显而易见的解决方案。）
如果你有可变数量的相同类型的参数，由一个特殊的值终止，那么这个值需要匹配参数的类型。如果您要传递int 值，那么您需要选择一些特殊的int 值，例如0 或-1。如果您要传递字符串，即char *，则需要使用(char *) NULL 终止它，例如execl() 需要。
好的，谢谢你们，给了很棒的完整答案！

标签： c variadic-functions

【解决方案1】：

对于使用va_arg 来确定给定调用传递的参数的数量或类型的函数没有直接方法。

特别是您提出的方法：

while(va_arg(argPtr, char) != NULL)

不正确。 va_arg(argPtr, char) 产生一个char 类型的值，而NULL 是一个空指针常量。（NULL 通常定义为0，比较等于空字符'\0'，但你不能依赖它。）

任何可变参数函数都必须有方法让调用者指定参数的数量和类型。例如，*printf 函数通过（非可变）格式字符串执行此操作。 POSIX execl*() 函数需要一系列 char* 参数；调用者用(char*)NULL 标记参数列表的结尾。其他方法是可能的，但它们几乎都依赖于在运行时在参数中给出的信息。（您可以使用其他方法，例如全局变量。请不要。）

这给调用者带来了确保传递给函数的参数一致的负担。函数本身无法确认这一点。不正确的调用，如printf("%d\n", "hello") 或execlp("name", "arg1") 具有未定义的行为。

还有一件事：您不能将va_arg 与char 类型的参数一起使用。当您调用可变参数函数时，对应于, ... 的参数被提升。类型小于int 的整数参数被提升为int 或unsigned int，float 类型的参数被提升为double。如果调用者传递char 类型的参数，则函数必须调用va_arg(argPtr, int)。

（在您不太可能遇到的非常模糊的情况下，char 可以提升为unsigned int。只有当普通的char 是无符号的并且sizeof (int) == 1 时才会发生这种情况，这意味着一个字节至少是 16 位。）

【讨论】：

非常漂亮和完整。晦涩的方法在参数中包括一个全局变量或 something（不一定是结束标记）。然而，这个很好的答案提到的两种方式是最常见的。
@chux：关于全局变量的要点。我添加了适当的黄鼠狼字。
我记得在 foo(...) 被允许的日子里这些弱编码实践 - 在 C89 之前。
@chux：很有趣。我不知道 pre-ANSI 可变参数函数（大概使用<varargs.h> 来获取它们的参数）使用... 语法。
@Edenia：在 C 中，NULL 扩展为“实现定义的空指针常量”。空指针常量被定义为“值为 0 的整数常量表达式，或这种类型转换为 typevoid * 的表达式”。所以NULL 可以扩展到((void*)0)、0 或('-'-'-') 中的任何一个，如果实施者心情不好的话。 int n = NULL; 是否会产生诊断取决于实现。（注意 C++ 有不同的规则。）

【解决方案2】：

基本的想法是可行的。但是您填写的细节几乎肯定不会。

当您使用可变参数时，通常的隐式转换规则不适用。相反，默认参数提升发生，这意味着任何小于 int/unsigned int 的整数类型都会转换为其中之一——这不是唯一的提升，而是唯一相关的-- 这也意味着不会自动转换为您使用va_arg 指定的任何类型。

这意味着：

您永远不能使用va_arg(..., char)，因为不可能将char 作为可变函数参数传递。
您永远不能将NULL 作为可变参数函数参数传递，因为它的具体类型在很大程度上依赖于实现。现实的类型是int、long、void *，还有很多其他不太现实但同样有效的类型。

你可以改变

while(va_arg(argPtr, char) != NULL)

到

while(va_arg(argPtr, int) != 0)

和电话

foo(n, 't', 'm', '$', NULL);

到

foo(n, 't', 'm', '$', 0);

【讨论】：

【解决方案3】：

在这一点上只是晚了几年，但我有一些有趣的贡献。在这种情况下，我会使用预处理器。请注意使用可变参数的错误类型。

注意：给函数名加上括号会使宏忽略它同时允许文件符号与 API 不同（宏使用除外）。

方法一：哨兵宏

这样屏蔽你的函数：

#define my_func(...) my_func(__VA_ARGS__, NULL);
void (my_func)(...)
{
   /* ... */
}

方法二：数组长度宏

将可变参数转换为int[]，以静态确定sizeof 表示的数组：

#define ARRAY_LENGTH(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0]))              
#define NARGS(...) ARRAY_LENGTH((int[])({ __VA_ARGS__ }))

类似的掩码，但在前面添加一个计数参数：

#define my_func(...) my_func(NARGS(__VA_ARGS__), __VA_ARGS__);
void (my_func)(int n, ...)
{
   /* ... */
}

数组宏的编译特定类型检查：

超出了问题的范围，但因为我在roll。

我总是使用 GCC，有时也会使用以下内容。我相信 Clang 中有半兼容的功能，但我不确定。这使您可以确定传递的是实际数组而不是指针。

#define TYPE_COMPATABLE(x, y) __builtin_types_compatible_p(__typeof__(x), __typeof__(y))
#define CHOOSE_EXPR(b, x, y) __builtin_choose_expr((b), (x), (y))
#define IS_ARRAY(a) (!TYPE_COMPATABLE((a), &(a)[0]))
#define ARRAY_LENGTH(a)                           \
    ({                                            \
        _Static_assert(IS_ARRAY(a), "non-array"); \
        sizeof(a) / sizeof((a)[0]);               \
    })

#define NARGS(...) ARRAY_LENGTH((int[])({ __VA_ARGS__ }))

到那时，可能只会使用 C++ 呵呵。

【讨论】：