在里面放一个 va_list 变量...一个变量参数列表（！）

Question

我想设计一个函数，它接受可变数量的参数，其中一个参数本身就是一个 va_list；但是我的代码出了点问题，我不明白是什么...

警告——我的问题不是设计一个代码来做我想做的事情（我已经找到了绕过这个问题的方法），而是了解我做错了什么……

为了解释我的问题，让我们从一个简单的例子开始：即一个函数ffprintf，它的作用类似于fprintf，但将其内容写入多个字符串，字符串的编号由ffprintf 的第一个参数，其身份由紧接着的参数给出（这些参数的数量可能因一次调用而异，因此您必须使用可变参数列表）。这样的函数可以这样使用：

FILE *stream0, *stream1, *stream2;
int a, b;
ffprintf (3, stream0, stream1, stream2, "%d divided by %d worths %f", a, b, (double)a / b);

其代码为：

void ffprintf (int z, ...)
 {va_list vlist, auxvlist;
  FILE **streams = malloc (z * sizeof(FILE *));
  va_start (vlist, z);
  for (int i = 0; i < z; ++i)
   {streams[i] = va_arg (vlist, FILE *); // Getting the next stream argument
   }
  char const *format = va_arg (vlist, char const *); // Getting the format argument
  for (int i = 0; i < z; ++i)
   {va_copy (auxvlist, vlist); // You have to work on a copy "auxvlist" of "vlist", for otherwise "vlist" would be altered by the next line
    vfprintf (streams[i], format, auxvlist);
    va_end (auxvlist);
   }
  va_end (vlist);
  free (streams);
 }

效果很好。现在，还有标准函数 vfprintf，其原型是 vfprintf (FILE *stream, char const* format, va_list vlist);，您可以像这样使用它来创建另一个具有可变参数列表的函数：

void fprintf_variant (FILE *stream, char const* format, ...)
 {
  va_list vlist;
  va_start (vlist, format);
  vfprintf (stream, format, vlist);
  va_end (vlist);
 }

这也很好用。现在，我的目标是结合这两种想法来创建一个我称之为 vffprintf 的函数，您可以像这样使用它：

FILE *stream0, *stream1, *stream2;
void fprintf_onto_streams012 (char const *format, ...)
 {va_list vlist;
  va_start (vlist, format);
  vffprintf (3, stream0, stream1, stream2, format, vlist);
  va_end (vlist);
 }

我设计了如下代码：

void vffprintf (int z, ...)
 {va_list vlist, auxvlist, auxauxvlist;
  va_start (vlist, z);
  FILE **streams = malloc (z * sizeof(FILE *));
  for (int i = 0; i < z; ++i)
   {streams[i] = va_arg (vlist, FILE *);
   }
  char const *format = va_arg (vlist, char const *);
  va_copy (auxvlist, va_arg (vlist, va_list)); // Here I get the next argument of "vlist", knowing that this argument is of "va_list" type
  for (int i = 0; i < z; ++i)
   {va_copy (auxauxvlist, auxvlist);
    vfprintf (streams[i], format, auxvlist);
    va_end (auxauxvlist);
   }
  va_end (auxvlist);
  va_end (vlist);
  free (streams);
 }

这段代码可以顺利编译，但不能正常工作...例如，如果我编写以下完整代码：

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

void vffprintf (int z, ...)
 {va_list vlist, auxvlist, auxauxvlist;
  FILE **streams = malloc (z * sizeof(FILE *));
  va_start (vlist, z);
  for (int i = 0; i < z; ++i)
   {streams[i] = va_arg (vlist, FILE *);
   }
  char const *format = va_arg (vlist, char const *);
  va_copy (auxvlist, va_arg (vlist, va_list));
  for (int i = 0; i < z; ++i)
   {va_copy (auxauxvlist, auxvlist);
    vfprintf (streams[i], format, auxauxvlist);
    va_end (auxauxvlist);
   }
  va_end (auxvlist);
  va_end (vlist);
  free (streams);
 }

void printf_variant (char const *format, ...)
 {va_list vlist;
  va_start (vlist, format);
  vffprintf (1, stdout, format, vlist);
  va_end (vlist);
 }

int main (void)
 {printf_variant ("Ramanujan's number is %d.\n", 1729);
  return 0;
 }

我遇到段错误！...为什么？！

P.-S.：很抱歉这个很长的问题；但我希望它非常清楚，因为它是相当技术性的...

P.-S.2：这个问题我特意用了"va-list"和"variableargumentlists"两个标签，因为我感兴趣的是va_list，被看作一个类型，在（其他）变量参数列表中，被视为一个列表...所以这实际上是两个不同的概念。

Answer 1

void vffprintf (int z, ...)
 {
  //...
  va_copy (auxvlist, va_arg (vlist, va_list));//this line has the problem 
   //...
 }

像这样一个快速而巧妙的方法，它会奏效。

  void vffprintf (int z, ...)
 {
  //...
  va_copy (auxvlist, va_arg (vlist, void*));
   //...
 }

这里有一些关于var_arg和va_list的参考资料，应该已经提供了详细透彻的解释。

1) Pass va_list or pointer to va_list?

2) Is GCC mishandling a pointer to a va_list passed to a function?

3) What is the format of the x86_64 va_list structure?

希望对您有所帮助。

Answer 2

C11终稿（N1570）中对va_arg的描述包含（类型为第二个参数）：

if type is not compatible with the type of the actual next argument (as promoted according to the default argument promotions), the behavior is undefined

va_list 可以是数组类型（标准要求它是所谓的“完整对象类型”），您的实现似乎利用了这种可能性。您可能知道，在 C 中，数组不能作为参数传递，因为它们会退化为指针，并且此类指针的类型与原始数组类型不兼容。

例如：int * 与 int [1] 不兼容。因此，如果您确实需要可移植地传递数组或 va_list，则定义一个带有 va_list 成员的 struct 并传递它（参见 Why can't we pass arrays to function by value?）。

Answer 3

如果要使用 va_arg():

检索它，您可能需要将类型 va_list 包装到结构中

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

typedef struct
{
    va_list list ;  
} my_list ;

void vffprintf (int z, ...)
 {my_list vlist, auxvlist, auxauxvlist;
  FILE **streams = malloc (z * sizeof(FILE *));
  va_start (vlist.list, z);
  for (int i = 0; i < z; ++i)
   {streams[i] = va_arg (vlist.list, FILE *);
   }
  char const *format = va_arg (vlist.list, char const *);
  my_list parent = va_arg (vlist.list, my_list) ;
  va_copy (auxvlist.list, parent.list );
  for (int i = 0; i < z; ++i)
   {va_copy (auxauxvlist.list, auxvlist.list);
    vfprintf (streams[i], format, auxauxvlist.list);
    va_end (auxauxvlist.list);
   }
  va_end (auxvlist.list);
  va_end (vlist.list);
  free (streams);
 }

void printf_variant (char const *format, ...)
 {my_list vlist;
  va_start (vlist.list, format);
  vffprintf (1, stdout , format, vlist);
  va_end (vlist.list);
 }

int main (void)
 {printf_variant ("Ramanujan's number is %d.\n", 1729 );
  return 0;
 }

问题源于数组和同类型的指针不兼容，va_list定义为数组。然后你尝试得到那个类型：

va_arg (vlist, va_list)

所以你告诉 va_arg 你得到了一个数组，但如果事实上传递的 va_list 已经衰减为一个指针。你应该使用 va_list 的指针版本，但你不知道 va_list 的真正定义，所以你无法获得它的指针版本。

解决方案是将 va_list 包装到您控制的类型中，一个结构。

在里面放一个 va_list 变量...一个变量参数列表（！）

Put a va_list variable inside... a variable argument list (!)

c

variadic-functions