LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> C/C++ (25) - Funkce s proměnným počtem parametrů

Ukážeme si, jak napsat funkci síly printf, funkci kterou můžeme volat pokaždé s jinou sadou parametrů.

27.9.2005 07:00 | Jan Němec | Články autora | přečteno 24044×

Funkce s proměnným počtem parametrů

Snad každého začínajícího programátora v jazyce C, který se alespoň zběžně seznámil s funkcemi a jejich implementací, zaujala funkce printf. Prvním parametrem je formátovací řetězec, kterým programátor určí počet, typ a způsob výpisu hodnot, ale další parametry jsou již nepovinné, nejrůznějšího druhu a může jich být (teoreticky) neomezený počet.

Jazyk C je nízkoúrovňový a založený na funkcích, takže asi již tušíte, že printf a jí podobné funkce s proměnným počtem parametrů nejsou jen jakousi výjimkou z jazyka se speciální implementací (jakou je třeba pascalská writeln) platnou pouze pro několik funkcí ze standardní knihovny, ale běžnou součástí jazyka. Programátor tak může vytvářet vlastní funkce s proměnným počtem parametrů.

V návrzích programovacích jazyků se nejčastěji objevují tři způsoby, jak umožnit uživateli volat funkci více způsoby.

  • Implicitní hodnota parametru
  • Přetížení funkce
  • Řešení typu printf

První dva způsoby standardní C nenabízí, ale setkáme se s nimi později u C++. Implicitní hodnota (posledního nebo několika posledních) parametrů se uvádí v hlavičce funkce a volající je může vynechat. V tom případě překladač sám doplní v místě volání (tedy nikoli v implementaci funkce) implicitní hodnoty. Ve skutečnosti je tedy na úrovní strojového kódu funkce volaná vždy stejně. Tato metoda se užívá všude tam, kde má několik posledních parametrů obvykle stejnou hodnotu a pouze výjimečně je programátor potřebuje změnit. Ve druhém případě, přetížení funkce, implementujeme dvě nebo více funkcí stejného jména (v C by došlo k chybě při linkování), ale různých parametrů a překladač při překladu volajícího kódu podle parametrů rozhodne, o jakou z několika stejnojmenných funkcí jde. Všimněte si, že ani jeden z obou způsobů neumožňuje implementovat funkci síly printf.

V případě typu printf se jedná i na úrovni strojového kódu skutečně o jednu funkci, která volající předá na zásobník pokaždé odlišnou sadu parametrů. Funkce nějakým způsobem (v případě printf z prvního parametru) zjistí kolik parametrů má a sama je ze zásobníku načte. Konkrétní způsob čtení ze zásobníku samozřejmě silně závisí na platformě, standardní knihovna proto nabízí makra, která umožňují psát podobné funkce přenositelné na úrovni zdrojového kódu.

Názornější to bude na příkladu. Ukážeme si funkci suma, která vrací součet všech svých nenulových parametrů typu int. Posledním parametrem je nula.

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

int suma(int i, ...) {
  va_list p;
  int j;
  
  if (!i) return 0;
  va_start(p, i);
  do {
    j = va_arg(p, int);
    i += j; 
  } while (j);
  va_end(p);
  return i;
}

int main(void) {
  int i;

  i = suma(1, 2, 3, 4, 5, 0);
  printf("Suma je %i\n", i);
  return 0;
}

Makra a typy pro práci se zásobníkem jsou definovány ve standardním hlavičkovém souboru stdarg.h, pokud tedy chceme implementovat funkce s proměnným počtem parametrů, je třeba jej inkludovat. Tři tečky v hlavičce funkce suma jsou jen informací pro překladač, že funkce má libovolný počet parametrů a že ji má umožnit programátorovi volat různým způsobem. Typ va_list je jakýsi ukazatel na zásobník. Na běžných platformách by zřejmě stačil pro implementaci ukazatel na void, ale autoři jazyka C museli počítat i s různými divokými způsoby předávání parametrů funkci, proto zvolili samostatný typ. Pokud je již úvodní parametr 0, můžeme okamžitě vrátit 0, v opačném případě budeme v cyklu přičítat parametry. Voláním makra va_start nastavíme ukazatel p na zásobník těsně za první parametr i. Všimněte si, že funkce musí mít alespoň jeden parametr pevný, jinak by nebylo možné volat va_start. Makro se rozvine velmi zhruba na kód podobný

p = (void *) ((&i) + 1);

ale vše samozřejmě závisí na tom, jakým směrem roste zásobník, jak přesně jsou zarovnávány parametry, jak je definován va_arg atd., takže skutečná implementace může být podstatně složitější. Voláním

j = va_arg(p, int);

přiřadíme do j hodnotu dalšího parametru typu int a zároveň posuneme ukazatel p na případný další parametr. Pro představu, co asi va_arg vlastně dělá, uvedu i zde pokus o vlastní implementaci

j = *(int *) p;
p = (void *) (((char *) p) + sizeof(int));

ale ve skutečnosti bude (zejména kvůli zarovnávání na zásobníku) pravděpodobně kód rozvinutého makra va_arg složitější.

Na závěr je třeba ukončit práci se zásobníkem voláním va_end. Na platformách, kde je va_list vlastně obyčejným, byť maskovaným, ukazatelem a zásobník jen běžný blok paměti, se zpravidla va_end rozvine na vykonání prázdné akce. Jinde mohou být makra a typ va_list složitější a v těchto případech může provádět va_end nějakou nezbytnou akci, například uvolní paměť naalokovanou va_start a podobně.

Funkce s proměnným počtem parametrů v sobě skrývají některá úskalí. Především je třeba, aby funkce poznala počet a typ parametrů. Kdyby třeba volající funkce suma zapomněl na ukončovací nulu nebo volající printf napsal přebytečné znaky % do pevného parametru, bude funkce ze zásobníku vybírat neexistující parametry a chování takového programu není definováno. Dalším nebezpečím jsou implicitní konverze číselných typů. Zkuste ve funkci suma sčítat místo v intech v typu short, tedy zadat shorty jako parametry a ve funkci suma volat

j = va_arg(p, short);

Moje gcc 3.2 při překladu varuje

va.c: In function `suma':
va.c:11: warning: `short int' is promoted to `int' when passed through `...'
va.c:11: warning: (so you should pass `int' not `short int' to `va_arg')

a program skončí špatně (Segmentation fault). Na jiných překladačích může vše fungovat bez problémů. Příčina potíží je zřejmá. Typ short se při předávání zkonvertuje na int, neboť překladač (narozdíl od běžné funkce s pevným počtem parametrů) nezná požadovaný typ. Při přístupu na zásobník makrem va_arg ovšem získáváme short a to nemůže dopadnout dobře.

Pokračování příště

V příštím dílu začneme zběžně procházet standardní knihovnu. Nejdůležitější funkce už známe a standardní knihovna jazyka C je (například oproti javě) poměrně chudá a navíc ne všechny funkce se běžně využívají, takže nám toho již moc nezbývá.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

více výstupních bodů funkce 27.9.2005 10:58 camlost
|- Re: více výstupních bodů funkce 27.9.2005 11:09 Jan Němec
|- Re: více výstupních bodů funkce 27.9.2005 13:26 Aleš Hakl
| L Re: více výstupních bodů funkce 1.11.2005 14:13 camlost
L Re: více výstupních bodů funkce 3.10.2005 17:39 Jakub Jochec
Spis nez nejake flames by me osobne zajimalo toto... 3.10.2005 17:59 Jakub Jochec
|- Re: Spis nez nejake flames by me osobne zajimalo toto... 3.10.2005 18:17 Aleš Hakl
L Re: Spis nez nejake flames by me osobne zajimalo toto... 4.10.2005 08:08 Jan Němec
Jde to udělat líp ? 17.10.2005 19:08 Michal marwin
  |- Re: Jde to udělat líp ? 17.10.2005 23:49 Aleš Hakl
  L Re: Jde to udělat líp ? 1.11.2005 14:18 camlost




Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

13.9.2017 8:00 /František Kučera

Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt – tentokrát netradičně v pondělí: 18. září od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).


Přidat komentář

3.9.2017 20:45 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: Dne 21. září 2017 proběhne v Praze konference "Mobilní řešení pro business". Hlavní tématy konference budou: nejnovější trendy v oblasti mobilních řešení pro firmy, efektivní využití mobilních zařízení, bezpečnostní rizika a řešení pro jejich omezení, správa mobilních zařízení ve firmách a další.
Přidat komentář

15.5.2017 23:50 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve čtvrtek 18. května od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.5.2017 16:42 /Honza Javorek
PyCon CZ, česká konference o programovacím jazyce Python, se po dvou úspěšných ročnících v Brně bude letos konat v Praze, a to 8. až 10. června. Na konferenci letos zavítá např. i Armin Ronacher, známý především jako autor frameworku Flask, šablon Jinja2/Twig, a dalších projektů. Těšit se můžete na přednášky o datové analytice, tvorbě webu, testování, tvorbě API, učení a mentorování programování, přednášky o rozvoji komunity, o použití Pythonu ve vědě nebo k ovládání nejrůznějších zařízení (MicroPython). Na vlastní prsty si můžete na workshopech vyzkoušet postavit Pythonem ovládaného robota, naučit se učit šestileté děti programovat, efektivně testovat nebo si v Pythonu pohrát s kartografickým materiálem. Kupujte lístky, dokud jsou.
Přidat komentář

2.5.2017 9:20 /Eva Rázgová
Putovní konference československé Drupal komunity "DrupalCamp Československo" se tentokrát koná 27. 5.2017 na VUT FIT v Brně. Můžete načerpat a vyměnit si zkušenosti z oblasti Drupalu 7 a 8, UX, SEO, managementu týmového vývoje, využití Dockeru pro Drupal a dalších. Vítáni jsou nováčci i experti. Akci pořádají Slovenská Drupal Asociácia a česká Asociace pro Drupal. Registrace na webu .
Přidat komentář

1.5.2017 20:31 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: 25.5.2017 proběhne v Praze konference na téma Firemní informační systémy. Hlavními tématy jsou: Informační systémy s vlastní inteligencí, efektivní práce s dokumenty, mobilní přístup k datům nebo využívání cloudu.
Přidat komentář

15.4.2017 15:20 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě IoT a radiokomunikace? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve středu 19. dubna od 18:30 v Šenkovně (Sokolská 60, Praha 2).
Přidat komentář

5.3.2017 19:12 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 23. března proběhne v Praze konferenci na téma Cloud computing v praxi. Hlavními tématy jsou: Nejžhavější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, Moderní cloudové služby, Infrastruktura současných cloudů, Efektivní využití cloudu, Nástrahy cloudových řešení a jak se jim vyhnout.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

18.9.2017 14:37 / Rojas
high security vault

15.9.2017 7:33 / Wilson
new zealand childcare jobs

31.8.2017 12:11 / Jaromir Obr
Re: ukůládání dat ze souboru

30.7.2017 11:12 / Jaromir Obr
Národní znaky

27.7.2017 12:24 / Jaromir Obr
Cteni/zapis

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2017) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze