可變參數函式

在C中函式int printf(const char *format, ...)就是用來輸出訊息到畫面上的，在這個函式的參數中有個比較特別的參數...，它就是C語言用來表達可變參數，意即參數的數量不定。

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

void printList(int head, ...){
    va_list args;
    va_start(args, head);
    
    for (int i = head; i != -1; i = va_arg(args, int)){
        printf("%d\n", i);
    }
    
    va_end(args);
}

int main(void){
    printList(4, 5, 6, 7, 8, 9, -1);
}

輸出結果

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上面的程式碼有幾個我們需要關注的點。

• va_list: 型態是指標，可能是void*或char*，依據不同編譯器，可能會有不同結果。
• va_start: 是一個marco，樣式void va_start(va_list arg_ptr, last_arg)。
• va_arg: 是一個marco，樣式type va_arg(va_list arg_ptr, type)。
• va_end: 是一個marco，樣式void va_end(va_list arg_ptr)。

以上這些都是包含在C的<stdarg.h>中。
在函式的參數以...代替一般參數，之後再調用函式時就可以填入任意數量的參數。

arg_ptr是一個變數，用來指向最後一個固定的參數last_arg(即範例中的head)。
va_start用來抓取最後一位固定的參數，使arg_ptr指向last_arg的下一個參數，即第一個可變參數。
va_arg則是用來抓取那些任意數量的參數，type指的是傳入參數的資料型態，由於取值的方法跟地址偏移量有關，所以需要知道資料類型。
va_end用來表示終止檢索那些傳入任意參數，實際操作只是使arg_ptr指向0以免意外發生。

這裡有幾個重點

1. 宣告的固定參數在調用時不能少
2. 之後任意數量的參數型態都要一樣(即...所包含的參數型態都要一樣)
3. macrova_arg抓參數時，沒法辨認有多少個參數，不知何時終止，需要程式設計師自己處理。
4. 參數的型態有許多限制，大多數都不能用，或者會被強制轉成int unsigned int double，下面這些不能使用。

• char、signed char、unsigned char、short、unsigned short、signed short、float

5. C99標準添加了va_copy

這裡提一個我覺得比較重要的一點，我們可能會有個疑惑，為啥C設計時要我們設計師自己處理參數的數量，不能在傳入時順便統計一下。
問題點就是va_arg這個marco取得參數的設計，由於函式在堆疊區展開時參數的地址是連續的，va_arg抓取參數時是由指標移動偏移量取得的，這樣就沒法得知我們傳入了多少參數。

我們較常處理這問題的方法:

1. 傳入一個數字，告知函式有多少個參數需要處理
2. 傳入一個終止符，在檢索到終止符時自動停止

在C的<stdarg.h>中，還有個marco_INTSIZEOF(n)跟上述的那些marco的運作和記憶體對齊有關，有興趣了解的可以去翻翻源碼。

可變參數marco

我們在定義marco也可以像函式使用...，表達可變參數。

#include<stdio.h>

// __VA_ARGS__是原本C用來表達可變參數的替代詞
#define feedback1(...) ( \
            printf(__VA_ARGS__) \
        )

// 如果我們不想用C定義的__VA_ARGS__
// 我們可以自己定義一個名稱，格式如下
#define feedback2(args...) ( \
            printf(args) \
        )

// 下面的例子相比上面多個##
// 如果我們沒有傳入參數給args
// 那麼按照define的功能，文字替代
// 文字替代後會產生printf(format, )
// 這樣因為有','所以編譯會有問題
// ##有個功能就是在沒有參數傳入的情況下
// 消掉多餘的','，使得結果變成printf(format)
#define my_print(format, args...) ( \
            printf(format, ##args) \
        )

int main(void) {
    feedback1("feedback1: I'm hungry.\n");
    feedback2("feedback2: I'm hungry.\n");
    my_print("my_print: I'm hungry.\n");
    my_print("my_print: num1 = %d, num2 = %d\n", 45, 54);
    return 0;
}

輸出結果

feedback1: I'm hungry.
feedback2: I'm hungry.
my_print: I'm hungry.
my_print: num1 = 45, num2 = 54

feedback1中__VA_AGRS__是C自有的名稱，編譯器會用來換成可變參數。
但我們也可以自己定義名稱，格式如feedback2的args...。
當沒有額外參數傳入可能會產生多餘的,，造成格式編譯不過。
##可以在沒有參數的情況下，消掉多餘的,。
marco的可變參數，沒辦法單獨讀取參數，意即我們沒辦法像函式va_arg一次次抓取變數，所以相對於函式有時候並沒法簡單值觀的實現某些特定方法。