面试题：C语言可变参数函数中va_start、va_arg和va_end的作用分别是什么

Question

在C语言可变参数函数中，va_start、va_arg和va_end这几个宏是实现可变参数功能的关键部分。请详细说明它们各自的作用，以及在使用可变参数函数时，应该按照怎样的顺序使用这些宏。同时，举例说明一个简单的可变参数函数，展示这些宏的正确用法。

Answer 1

1. va_start宏：

   • 作用：初始化一个指向可变参数列表的指针。它需要两个参数，第一个是va_list类型的变量（通常是一个自定义的变量，用于保存可变参数列表的状态），第二个参数是可变参数函数原型中最后一个命名参数。通过va_start，程序能够定位到可变参数列表的起始位置。

2. va_arg宏：

   • 作用：从可变参数列表中获取当前参数，并将指针指向下一个参数。它需要两个参数，第一个是va_list类型的变量，第二个是要获取的参数的类型。每次调用va_arg，它会根据指定的类型从可变参数列表中取出相应大小的数据，并调整指针位置，以便下次获取下一个参数。

3. va_end宏：

   • 作用：清理va_list类型的变量，释放相关资源。在使用完可变参数列表后，必须调用va_end，以确保程序的正确运行和资源的合理释放。

4. 使用顺序：

   • 首先调用va_start初始化可变参数列表指针。
   • 然后通过多次调用va_arg按顺序获取可变参数列表中的参数。
   • 最后调用va_end清理可变参数列表指针。

5. 示例代码：

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

// 计算可变数量整数的和
int sum(int num,...) {
    va_list args;
    int total = 0;
    int i;

    // 初始化可变参数列表
    va_start(args, num);

    for (i = 0; i < num; i++) {
        // 获取当前参数并累加到total
        total += va_arg(args, int);
    }

    // 清理可变参数列表
    va_end(args);

    return total;
}

int main() {
    int result = sum(3, 1, 2, 3);
    printf("Sum is: %d\n", result);
    return 0;
}

在上述代码中，sum函数接受一个固定参数num表示可变参数的数量，然后通过va_start初始化可变参数列表，使用va_arg逐个获取可变参数并累加，最后用va_end清理可变参数列表。在main函数中调用sum函数并输出结果。