为什么这种C语言中的函数重载方法有效？

我已经查看过用C语言做的一些方法，但我只找到了C99。

但是我遇到了以下解决方案，取自Lock Less 。

问题是，我不太明白它是如何工作的，并且想知道那里发生的事情的基本原理，以便能够更清楚地理解它。

我已经上网了一段时间，发现这个关于__VA_ARGS__ ，但不幸的是，仅此一点还不够。

我真的很感激有关此问题的解释或指导，任何forms的参考都会有所帮助。

我用GCC-5.4.1和-ansi标志编译了这段代码。

#include  #include  #include  #define COUNT_PARMS2(_1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9, _10, _, ...) _ #define COUNT_PARMS(...)\ COUNT_PARMS2(__VA_ARGS__, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1) void count_overload1(int p1) { printf("One param: %d\n", p1); } void count_overload2(double *p1, const char *p2) { printf("Two params: %p (%f) %s\n", p1, *p1, p2); } void count_overload3(int p1, int p2, int p3) { printf("Three params: %c %d %d\n", p1, p2, p3); } void count_overload_aux(int count, ...) { va_list v; va_start(v, count); switch(count) { case 1: { int p1 = va_arg(v, int); count_overload1(p1); break; } case 2: { double *p1 = va_arg(v, double *); const char *p2 = va_arg(v, const char *); count_overload2(p1, p2); break; } case 3: { int p1 = va_arg(v, int); int p2 = va_arg(v, int); int p3 = va_arg(v, int); count_overload3(p1, p2, p3); break; } default: { va_end(v); printf("Invalid arguments to function 'count_overload()'"); exit(1); } } va_end(v); } #define count_overload(...)\ count_overload_aux(COUNT_PARMS(__VA_ARGS__), __VA_ARGS__) int main(int argc, char const *argv[]) { double d = 3.14; count_overload(1); count_overload(&d, "test"); count_overload('a',2,3); return 0; } 

输出是：

 One param: 1 Two params: 0x7ffc0fbcdd30 (3.140000) test Three params: a 2 3 

Answer 1

我们分解COUNT_PARMS和COUNT_PARMS2宏。 第一个COUNT_PARMS ：

 #define COUNT_PARMS(...)\ COUNT_PARMS2(__VA_ARGS__, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1) 

由于宏不包含任何命名参数，因此传递给它的任何参数都将替换为__VA_ARGS__ 。

以下是来电：

 COUNT_PARMS(arg1) COUNT_PARMS(arg1, arg2) COUNT_PARMS(arg1, arg2, ,arg3) 

将扩展为：

 COUNT_PARMS2(arg1, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1) COUNT_PARMS2(arg1, arg2, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1) COUNT_PARMS2(arg1, arg2, arg3, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1) // x 

我将参数间隔开，以便您可以看到哪些参数彼此对应。 特别注意标记为x的列。 这是传递给COUNT_PARMS的参数数量，它是每种情况下的第11个参数。

现在让我们看看COUNT_PARMS2 ：

 #define COUNT_PARMS2(_1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, _9, _10, _, ...) _ 

有11个名称参数，加上...来说明任何其他参数。 宏的整个主体是_ ，这是第11个参数的名称。 所以这个宏的目的是获取11个或更多的参数，并用第11个参数替换它们。

再看一下COUNT_PARAMS的定义，它以这样的方式扩展，它调用COUNT_PARMS2 ，第11个参数是传递给COUNT_PARAMS的参数COUNT_PARAMS 。 这就是神奇的发生。

现在看一下main中的函数调用：

 count_overload(1); count_overload(&d, "test"); count_overload('a',2,3); 

这些扩展到：

 count_overload_aux(COUNT_PARMS(1), 1); count_overload_aux(COUNT_PARMS(&d, "test"), &d, "test"); count_overload_aux(COUNT_PARMS('a',2,3), 'a',2,3); 

然后这个：

 count_overload_aux(COUNT_PARMS2(1, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1), 1); count_overload_aux(COUNT_PARMS2(&d, "test", 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1), &d, "test"); count_overload_aux(COUNT_PARMS2('a',2,3, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1), 'a',2,3); 

然后这个：

 count_overload_aux(1, 1); count_overload_aux(2, &d, "test"); count_overload_aux(3, 'a',2,3); 

最终结果是你可以调用一个带有可变数量参数的函数，而不必明确说明有多少参数。

Answer 2

dbush的好答案解释了宏正在做什么。 我想扩展这个并讨论省略号...这里使用的。 你说关于可变参数宏和__VA_ARGS__并没有帮助，所以我认为你也可能不太了解C省略号。

在C中，声明一个采用可变数量参数的函数的方法是使用省略号... 这种函数的一个主要例子是printf ，它至少可以使用一个参数，但它可以接受更多参数。

printf的原型是：

 int printf(const char *format, ...); 

...用于声明省略号。 请注意， ...只能出现在命名参数的末尾，它不应该是寄存器变量，函数或数组类型，因此：

 void foo(...) { } 

无效，编译器会显示如下错误：

 cc:6:10: error: ISO C requires a named argument before '...' void foo(...) ^~~ 

那么，怎么用呢？ 您使用stdarg.h定义的va_list

 #include #include int sum(int num_of_values, ...) { va_list ap; // use the last named argument va_start(ap, num_of_values); int s = 0; for(int i = 0; i < num_of_values; ++i) { int v = va_arg(ap, int); s += v; } va_end(ap); return s; } int main(void) { printf("The sum is: %d\n", sum(5, 1, 2, 3, 4, 5)); } 

将输出The sum is: 15 。

因此，当您的函数具有省略号时，必须首先声明类型为va_list的变量，并将该变量作为第一个参数调用va_start ，将最后一个命名参数作为第二个参数调用。

然后你可以使用va_arg(ap, )来获取值，其中是值的类型，在上面的例子中，它将是int 。 像printf这样的printf解析格式并使用转换说明符来获取正确的类型。 当printf找到%d ，它会执行va_arg(ap, int) ，如果找到%f它会执行va_arg(ap, float) ，如果找到%s ，它会执行va_arg(ap, char*)等等上。 这就是为什么当格式和参数不匹配时printf具有未定义的行为，因为在va_arg调用中将使用错误的类型，这与后续调用va_arg 。 最后必须调用va_end 。

对于我在大学期间必须编写的微内核，我必须实现这些va_* -macros。 我使用了编译器的行为，它将所有参数放在堆栈框架中，因此我的va_start计算了最后一个命名参数之后的下一个值的堆栈中的地址。 va_arg基于va_start的计算加上由类型确定的偏移量移动堆栈，同时还使用上次使用的参数更新ap变量。 让它工作很棘手，但最后它在该系统上工作，但x86_64上的相同实现只产生垃圾。

例如在GCC编译器中如何实现这一点，我不知道，但我怀疑GCC做了类似的事情。 我已经检查了源代码gcc/builtins.c ：4855但是像往常一样，我发现GCC代码非常复杂。