C++中的变长参数深入理解

一、什么是变长参数

变长参数，即“可变参数”，指的是函数参数的数量和类型在编译阶段并不确定，而是在运行时动态决定。在C++中，我们可以使用标准库头文件<cstdarg>中的宏来实现变长参数。

二、如何实现变长参数

实现变长参数的核心宏有三个，分别是va_list、va_start和va_arg。

1. va_list宏

va_list宏定义了一个指针，用于指向变长参数列表。

2. va_start宏

va_start宏初始化va_list指针，并把它指向第一个可选参数。

void foo(int n, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, n);
    // do something
}

3. va_arg宏

va_arg宏的作用是获取va_list指针所指向的当前参数，并将其转换为指定类型。如果函数有多个可选参数，可以在va_start宏后面多次调用va_arg宏来获取它们的值。

void foo(int n, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, n);
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        int arg = va_arg(args, int);
        // do something with arg
    }
    va_end(args);
}

4. va_end宏

va_end宏的作用是结束变长参数列表的处理，并释放va_list指针所占用的内存。

void foo(int n, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, n);
    // do something
    va_end(args);
}

三、变长参数的示例应用

下面是两个示例，展示了如何使用变长参数实现一个可变参数求和函数和一个可变参数打印函数。

1. 可变参数求和函数

#include <cstdarg>
#include <iostream>

int sum(int count, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, count);
    int total = 0;
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        int num = va_arg(args, int);
        total += num;
    }
    va_end(args);
    return total;
}

int main()
{
    std::cout << "Sum: " << sum(3, 1, 2, 3) << std::endl;
    return 0;
}

输出：

Sum: 6

2. 可变参数打印函数

#include <cstdarg>
#include <iostream>

void print(const char* format, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, format);
    while (*format != '\0')
    {
        if (*format == 'i')
        {
            int n = va_arg(args, int);
            std::cout << n;
        }
        else if (*format == 's')
        {
            const char* s = va_arg(args, const char*);
            std::cout << s;
        }
        else if (*format == 'f')
        {
            double f = va_arg(args, double);
            std::cout << f;
        }
        else if (*format == 'c')
        {
            char c = va_arg(args, int);
            std::cout << c;
        }
        else
        {
            std::cout << *format;
        }
        format++;
    }
    va_end(args);
    std::cout << std::endl;
}

int main()
{
    print("Hello %s, %i times!", "world", 10);
    return 0;
}

输出：

Hello world, 10 times!

四、总结

在本文中，我们详细讲解了C++中的变长参数，包括了如何实现变长参数和变长参数的示例应用。通过掌握变长参数，我们可以开发出更加灵活、通用、高效的函数。