可變參數函式

在電腦程式設計，一個可變參數函式是指一個函式擁有不定引數，即是它接受一個可變數目的參數。簡單來說，就是函式的參數個數可變，參數類型不定的函式。

不同的程式語言對可變參數函式的支持有很大差異。

基本介紹

  • 中文名：可變參數函式
  • 外文名：Variable parameter function
  • 定義：一個擁有不定引數的函式
  • 學科：計算機科學
簡介,C/C++中的舉例,可變參數函式實現原理,聲明和定義,C++11/C++14中的舉例,JavaScript中的舉例,

簡介

在計算機編程時，可變參數函式中參數是一個可變數目，即這個函式擁有不定引數。
一般而言，在設計函式時會遇到許多數學和邏輯操作，是需要一些可變功能。例如，計算數字串的總和、字元串的聯接或其他操作過程，都可以存在任意數量的參數。
另一種許多語言都實現為可變參數函式的是格式輸出函式，在C語言的printf函式和Common Lisp的format函式就是例子。這些函式都需要一個參數，指定格式的輸出，再讀取可變參數的值進行格式化。
另外，可變參數函式在某些語言存在安全問題。例如C語言在沒有長度檢查和類型檢查，在傳入過少的參數或不符的類型時可能會出現溢位的情況，更可能會被利用為攻擊目標。所以，在設計函式時可以先考慮其他替補方案，例如以類型安全的方式——重載。

C/C++中的舉例

在C語言中，C標準函式庫的stdarg.h標頭檔定義了提供可變參數函式使用的宏。在C++，應該使用標頭檔cstdarg。
要創建一個可變參數函式，必須把省略號（...）放到參數列表後面。函式內部必須定義一個va_list變數。然後使用宏va_start、va_arg和va_end來讀取。例如：
#include <stdio.h>#include <stdarg.h>double average(int count, ...); /* 函式聲明，計算參數的平均值。直到參數為0時停止計算 */int main(void) /* 測試代碼 */{        double avg;        avg = average(3, 2, 1, 5, 0);        printf("%f\n", avg);        return 0;}double average(int count, ...){        va_list ap;        int i, cnt = 0;  /* cnt 表示參數個數 */        double tot = 0;  /* 參數的和 */        va_start(ap, count);        for (i = count; i; i = va_arg(ap, int), cnt++) /* i為當前獲取參數的值 */                tot += i;        va_end(ap);  /* 將參數列表清空 */        return tot / cnt;}
這個是一段計算平均數的程式碼，可以輸入任意數量的小數並計算平均數，注意計算以0停止計算。請注意，函式不知道參數的數量或它們的類型，這裡要求的類型是double，而且第一個參數傳遞可變參數的數量。在另外的情況下，例如printf，參數的數量和類型都設定在格式字元串中。在這兩種情況下，程式設計師實際上需要提供正確的參數，如果參數傳遞少了或參數的類型不正確，導致讀入記憶體的無效區（溢位），這樣會有安全漏洞如格式字元串攻擊。
C++中可變參數的函式是從C中繼承而來，可變參數的函式是指函式的參數個數可變，參數類型不定的函式。我們最常見的就是printf()。

可變參數函式實現原理

指定參數的函式實現很簡單，通過通過指定的參數名訪問就行了。但是如果不指定的呢？函式的調用的參數會進行壓棧處理。而對參數的壓棧是從右到左進行壓棧。而參數和參數之間存放是連續的，也就是說，只要知道第一個參數的地址和類型，以及其他參數的類型，就可以獲取各個參數的地址。
比如：
int printf(const char* format,...)printf("%d and %c,a,b");
函式調用記憶體結構如右：
可變參數函式
這裡的a是int型，b是char型。printf()有3個參數，一個const char*，一個是int，一個是char。所以參數壓棧的順序就是先將b入棧，再將a入棧，最後是format入棧，由於棧是向下（低地址）生長的，所以在知道了format的地址之後，所有的參數地址都可以計算出來。

聲明和定義

可變參數函式的聲明很簡單，對於不定參數部分用“...”表示即可。但是實現原理可以看到，第一個的參數的地址是必須提供的，也就是可變參數必須至少包含一個參數，這個參數用來定址，實現對所有參數的訪問。
當然通常也會在對第一個參數進行一些特殊處理以方便函式的實現，比如強制指定為參數個數，或者像printf一樣使用格式占位符來。

C++11/C++14中的舉例

C++11新增了initializer_list物件，當編譯器遇到大括弧陣列變成函式的參數時，會自動將大括弧陣列轉型成initializer_list物件，因此可以使用此原理來做出“相同型別”參數的可變參數函式。
#include <iostream>using namespace std;template<typename T>T sum(initializer_list<T> il) {    T data(0);    for (T i : il)        data += i;    return data;}int main() {    cout << sum( { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 }) << endl;    return 0;}

JavaScript中的舉例

在JavaScript(簡稱js)中，函式的可變參數用法很巧妙。
function test(){ // 不管函式是否聲明參數，所有的參數都會添加到arguments中，arguments以數組的形式將參數保存起來 var params = arguments; // 以數組的形式輸出 console.log(params);};test("a");// 結果：["a"]test("a", 1);// 結果：["a", 1]test("a", 1, function(){});// 結果：["a", 1, function (){}]

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