Бьерн Страуструп - Язык программирования С++. Главы 2-4 - Неопределенное число параметров

4.6.8 Неопределенное число параметров

Существуют функции, в описании которых невозможно указать число и типы всех допустимых параметров. Тогда список формальных параметров завершается эллипсисом (...), что означает:  "и, возможно, еще несколько аргументов". Например:

       int printf(const char* ...);

При вызове printf обязательно должен быть указан параметр типа char*, однако могут быть (а могут и не быть) еще другие параметры.  Например:

      printf("Hello, world\n");
      printf("My name is %s %s\n", first_name, second_name);
      printf("%d + %d = %d\n", 2,3,5);

Такие функции пользуются для распознавания своих фактических параметров недоступной транслятору информацией. В случае функции printf первый параметр является строкой, специфицирующей формат вывода.

Она может содержать специальные символы, которые позволяют правильно воспринять последующие параметры. Например, %s означает  -"будет фактический параметр типа char*", %d означает -"будет фактический параметр типа int" (см. $$10.6). Но транслятор этого не знает, и поэтому он не может убедиться, что объявленные параметры действительно присутствуют в вызове и имеют соответствующие типы. Например, следующий вызов

      printf("My name is %s %s\n",2);

нормально транслируется, но приведет (в лучшем случае) к неожиданной выдаче. Можете проверить сами. Очевидно, что раз параметр неописан, то транслятор не имеет сведений для контроля и стандартных преобразований типа этого параметра. Поэтому char или short передаются как int, а float как double, хотя пользователь, возможно, имел в виду другое.

В хорошо продуманной программе может потребоваться, в виде исключения, лишь несколько функций, в которых указаны не все типы параметров. Чтобы обойти контроль типов параметров, лучше использовать перегрузку функций или стандартные значения параметров, чем параметры, типы которых не были описаны. Эллипсис становится необходимым только тогда, когда могут меняться не только типы, но и число параметров. Чаще всего эллипсис используется для определения интерфейса с библиотекой стандартных функций на С, если этим функциям нет замены:

       extern "C" int fprintf(FILE*, const char* ...);
       extern "C" int execl(const char* ...);

Есть стандартный набор макроопределений, находящийся в <stdarg.h>, для выбора незаданных параметров этих функций. Рассмотрим функцию реакции на ошибку, первый параметр которой показывает степень тяжести ошибки. За ним может следовать произвольное число строк. Нужно составить сообщение об ошибке с учетом, что каждое слово из него передается как отдельная строка:

      extern void error(int ...)
      extern char* itoa(int);

      main(int argc, char* argv[])
      {
         switch (argc) {
         case 1:
            error(0,argv[0],(char*)0);
            break;
         case 2:
            error(0,argv[0],argv[1],(char*)0);
            break;
         default:
            error(1,argv[0],
                  "With",itoa(argc-1),"arguments",(char*)0);
         }
         // ...
       }

Функция itoa возвращает строку символов, представляющую ее целый параметр. Функцию реакции на ошибку можно определить так:

       #include <stdarg.h>

       void error(int severity ...)
       /*
         за "severity" (степень тяжести ошибки) следует
         список строк, завершающийся нулем
      */
      {
        va_list ap;
        va_start(ap,severity);   // начало параметров

        for (;;) {
            char* p = va_arg(ap,char*);
            if (p == 0) break;
            cerr << p << ' ';
        }

        va_end(ap);     // очистка параметров

        cerr << '\n';
        if (severity) exit(severity);
      }

Вначале при вызове va_start() определяется и инициализируется va_list. Параметрами макроопределения va_start являются имя типа va_list и последний формальный параметр. Для выборки по порядку неописанных параметров используется макроопределение va_arg(). В каждом обращении к va_arg нужно задавать тип ожидаемого фактического параметра. В va_arg() предполагается, что параметр такого типа присутствует в вызове, но обычно нет возможности проверить это.

Перед выходом из функции, в которой было обращение к va_start, необходимо вызвать va_end. Причина в том, что в va_start() могут быть такие операции со стеком, из-за которых корректный возврат из функции становится невозможным. В va_end() устраняются все нежелательные изменения стека. Приведение 0 к (char*)0 необходимо потому, что sizeof(int) не обязано совпадать с sizeof(char*). Этот пример демонстрирует все те сложности, с которыми приходится сталкиваться программисту, если он решил обойти контроль типов, используя эллипсис.