面试题：C语言中可变参数函数的实现与应用

Question

设计并实现一个C语言的可变参数函数，该函数可以接受任意数量的整数参数，并根据第一个参数的值来决定执行不同的操作：若第一个参数为1，则返回所有参数的和；若为2，则返回所有参数的乘积；若为其他值，则返回 -1。同时，阐述在实现可变参数函数时需要注意的内存管理和类型检查问题。

Answer 1

代码实现

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

int variableArgsFunction(int operation, ...) {
    va_list args;
    va_start(args, operation);
    int result;
    if (operation == 1) {
        result = 0;
        int num;
        while ((num = va_arg(args, int)) != 0) {
            result += num;
        }
    } else if (operation == 2) {
        result = 1;
        int num;
        while ((num = va_arg(args, int)) != 0) {
            result *= num;
        }
    } else {
        result = -1;
    }
    va_end(args);
    return result;
}

内存管理问题

1. va_start：在使用可变参数函数时，首先要调用va_start宏，它初始化va_list类型的变量（这里是args），使其指向可变参数列表的第一个参数。va_start的第二个参数是可变参数列表之前的最后一个命名参数（这里是operation），这个参数用于确定可变参数的起始位置，该宏本身不涉及动态内存分配，不需要手动释放。
2. va_arg：每次调用va_arg宏从可变参数列表中取出一个参数。它会根据指定的类型（这里是int）从参数列表中读取数据，并将指针移动到下一个参数的位置。同样，该宏不涉及动态内存分配。
3. va_end：在处理完可变参数后，必须调用va_end宏来清理va_list变量。这个宏释放va_start初始化时所占用的资源，确保不会发生内存泄漏。

类型检查问题

1. 参数类型一致性：在实现可变参数函数时，调用者必须保证传递的参数类型与函数内部使用va_arg宏提取参数时指定的类型一致。在上述代码中，假设所有可变参数都是int类型。如果调用者传递了非int类型的参数，会导致未定义行为。例如，如果传递了一个double类型的参数，而函数内部使用va_arg以int类型提取，就会读取到错误的数据。
2. 结束标记：由于可变参数列表没有固定的长度，需要一个约定来确定参数列表的结束。在上述代码中，采用了以0作为结束标记的方式，即当va_arg读取到0时认为参数列表结束。但这种方式要求调用者在传递参数时确保不会将合法的0值作为普通参数传递，否则会提前结束参数读取。如果需要更通用的方式，可以考虑传递参数个数作为一个额外的参数，这样就可以避免依赖特殊的结束标记值。