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C語言可變參數與內存管理超詳細講解_C 語言

作者：宗^_^宗 ? 更新時間： 2023-02-07 編程語言

概述

有時，您可能會碰到這樣的情況，您希望函數帶有可變數量的參數，而不是預定義數量的參數。C 語言為這種情況提供了一個解決方案，它允許您定義一個函數，能根據具體的需求接受可變數量的參數。下面的實例演示了這種函數的定義。

int func(int, ... ) 
{
   .
   .
   .
}
int main()
{
   func(2, 2, 3);
   func(3, 2, 3, 4);
}

請注意，函數func()最后一個參數寫成省略號，即三個點號（...），省略號之前的那個參數是int，代表了要傳遞的可變參數的總數。為了使用這個功能，您需要使用stdarg.h頭文件，該文件提供了實現可變參數功能的函數和宏。具體步驟如下：

  • 定義一個函數，最后一個參數為省略號，省略號前面可以設置自定義參數。
  • 在函數定義中創建一個va_list類型變量，該類型是在 stdarg.h 頭文件中定義的。
  • 使用int參數和va_start宏來初始化va_list變量為一個參數列表。宏 va_start 是在 stdarg.h 頭文件中定義的。
  • 使用va_arg宏和va_list變量來訪問參數列表中的每個項。
  • 使用宏va_end來清理賦予va_list變量的內存。

現在讓我們按照上面的步驟，來編寫一個帶有可變數量參數的函數，并返回它們的平均值：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
double average(int num,...)
{
    va_list valist;
    double sum = 0.0;
    int i;
    /* 為 num 個參數初始化 valist */
    va_start(valist, num);
    /* 訪問所有賦給 valist 的參數 */
    for (i = 0; i < num; i++)
    {
       sum += va_arg(valist, int);
    }
    /* 清理為 valist 保留的內存 */
    va_end(valist);
    return sum/num;
}
int main()
{
   printf("Average of 2, 3, 4, 5 = %f\n", average(4, 2,3,4,5));
   printf("Average of 5, 10, 15 = %f\n", average(3, 5,10,15));
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果。應該指出的是，函數average()被調用兩次，每次第一個參數都是表示被傳的可變參數的總數。省略號被用來傳遞可變數量的參數。

Average of 2, 3, 4, 5 = 3.500000
Average of 5, 10, 15 = 10.000000

C 語言為內存的分配和管理提供了幾個函數。這些函數可以在<stdlib.h>頭文件中找到。

注意：void * 類型表示未確定類型的指針。C、C++ 規定 void * 類型可以通過類型轉換強制轉換為任何其它類型的指針。

動態分配內存

編程時，如果您預先知道數組的大小，那么定義數組時就比較容易。例如，一個存儲人名的數組，它最多容納 100 個字符，所以您可以定義數組，如下所示：

char name[100];

但是，如果您預先不知道需要存儲的文本長度，例如您想存儲有關一個主題的詳細描述。在這里，我們需要定義一個指針，該指針指向未定義所需內存大小的字符，后續再根據需求來分配內存，如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
   strcpy(name, "Zara Ali");
   /* 動態分配內存 */
   description = (char *)malloc( 200 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student in class 10th");
   }
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student in class 10th

上面的程序也可以使用calloc()來編寫，只需要把 malloc 替換為 calloc 即可，如下所示：

calloc(200, sizeof(char));

當動態分配內存時，您有完全控制權，可以傳遞任何大小的值。而那些預先定義了大小的數組，一旦定義則無法改變大小。

重新調整內存的大小和釋放內存

當程序退出時，操作系統會自動釋放所有分配給程序的內存，但是，建議您在不需要內存時，都應該調用函數free()來釋放內存。

或者，您可以通過調用函數realloc()來增加或減少已分配的內存塊的大小。讓我們使用 realloc() 和 free() 函數，再次查看上面的實例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
   strcpy(name, "Zara Ali");
   /* 動態分配內存 */
   description = (char *)malloc( 30 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcpy( description, "Zara ali a DPS student.");
   }
   /* 假設您想要存儲更大的描述信息 */
   description = (char *) realloc( description, 100 * sizeof(char) );
   if( description == NULL )
   {
      fprintf(stderr, "Error - unable to allocate required memory\n");
   }
   else
   {
      strcat( description, "She is in class 10th");
   }
   printf("Name = %s\n", name );
   printf("Description: %s\n", description );
   /* 使用 free() 函數釋放內存 */
   free(description);
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：

Name = Zara Ali
Description: Zara ali a DPS student.She is in class 10th

您可以嘗試一下不重新分配額外的內存，strcat() 函數會生成一個錯誤，因為存儲 description 時可用的內存不足。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_65185036/article/details/128511359

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