C語言筆記 12_可變引數&記憶體管理&命令列引數

可變引數

有時，您可能會碰到這樣的情況，您希望函式帶有可變數量的引數，而不是預定義數量的引數，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式，能根據具體的需求接受可變數量的引數，下面的實體演示了這種函式的定義，

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

請注意，函式 func() 最后一個引數寫成省略號，即三個點號（...），省略號之前的那個引數是 int，代表了要傳遞的可變引數的總數，為了使用這個功能，您需要使用 stdarg.h 頭檔案，該檔案提供了實作可變引數功能的函式和宏，具體步驟如下：

• 定義一個函式，最后一個引數為省略號，省略號前面可以設定自定義引數，
• 在函式定義中創建一個 va_list 型別變數，該型別是在 stdarg.h 頭檔案中定義的，
• 使用 int 引數和 va_start 宏來初始化 va_list 變數為一個引數串列，宏 va_start 是在 stdarg.h 頭檔案中定義的，
• 使用 va_arg 宏和 va_list 變數來訪問引數串列中的每個項，
• 使用宏 va_end 來清理賦予 va_list 變數的記憶體，

現在讓我們按照上面的步驟，來撰寫一個帶有可變數量引數的函式，并回傳它們的平均值：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
 
double average(int num,...)
{
 
    va_list valist;
    double sum = 0.0;
    int i;
 
    /* 為 num 個引數初始化 valist */
    va_start(valist, num);
 
    /* 訪問所有賦給 valist 的引數 */
    for (i = 0; i < num; i++)
    {
       sum += va_arg(valist, int);
    }
    /* 清理為 valist 保留的記憶體 */
    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，函式 average() 被呼叫兩次，每次第一個引數都是表示被傳的可變引數的總數，省略號被用來傳遞可變數量的引數，

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

記憶體管理

C 語言為記憶體的分配和管理提供了幾個函式，這些函式可以在 <stdlib.h> 頭檔案中找到，

注意：void * 型別表示未確定型別的指標，C、C++ 規定 void * 型別可以通過型別轉換強制轉換為任何其它型別的指標，

動態分配記憶體

編程時，如果您預先知道陣列的大小，那么定義陣列時就比較容易，例如，一個存盤人名的陣列，它最多容納 100 個字符，所以您可以定義陣列，如下所示：

char name[100];

但是，如果您預先不知道需要存盤的文本長度，例如您向存盤有關一個主題的詳細描述，在這里，我們需要定義一個指標，該指標指向未定義所需記憶體大小的字符，后續再根據需求來分配記憶體，如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
 
   strcpy(name, "Zara Ali");
 
   /* 動態分配記憶體 */
   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

上面的程式也可以使用 calloc() 來撰寫，只需要把 malloc 替換為 calloc 即可，如下所示：

calloc(200, sizeof(char));

當動態分配記憶體時，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陣列，一旦定義則無法改變大小，

重新調整記憶體的大小和釋放記憶體

當程式退出時，作業系統會自動釋放所有分配給程式的記憶體，但是，建議您在不需要記憶體時，都應該呼叫函式 free() 來釋放記憶體，

或者，您可以通過呼叫函式 realloc() 來增加或減少已分配的記憶體塊的大小，讓我們使用 realloc() 和 free() 函式，再次查看上面的實體：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
int main()
{
   char name[100];
   char *description;
 
   strcpy(name, "Zara Ali");
 
   /* 動態分配記憶體 */
   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.");
   }
   /* 假設您想要存盤更大的描述資訊 */
   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() 函式釋放記憶體 */
   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記憶體，strcat() 函式會生成一個錯誤，因為存盤 description 時可用的記憶體不足，

命令列引數

執行程式時，可以從命令列傳值給 C 程式，這些值被稱為命令列引數，它們對程式很重要，特別是當您想從外部控制程式，而不是在代碼內對這些值進行硬編碼時，就顯得尤為重要了，

命令列引數是使用 main() 函式引數來處理的，其中，argc 是指傳入引數的個數，argv[] 是一個指標陣列，指向傳遞給程式的每個引數，下面是一個簡單的實體，檢查命令列是否有提供引數，并根據引數執行相應的動作：

#include <stdio.h>

int main( int argc, char *argv[] )  
{
   if( argc == 2 )
   {
      printf("The argument supplied is %s\n", argv[1]);
   }
   else if( argc > 2 )
   {
      printf("Too many arguments supplied.\n");
   }
   else
   {
      printf("One argument expected.\n");
   }
}

使用一個引數，編譯并執行上面的代碼，它會產生下列結果：

$./a.out testing
The argument supplied is testing

使用兩個引數，編譯并執行上面的代碼，它會產生下列結果：

$./a.out testing1 testing2
Too many arguments supplied.

不傳任何引數，編譯并執行上面的代碼，它會產生下列結果：

$./a.out
One argument expected

應當指出的是，argv[0] 存盤程式的名稱，argv[1] 是一個指向第一個命令列引數的指標，*argv[n] 是最后一個引數，如果沒有提供任何引數，argc 將為 1，否則，如果傳遞了一個引數，argc 將被設定為 2，

多個命令列引數之間用空格分隔，但是如果引數本身帶有空格，那么傳遞引數的時候應把引數放置在雙引號 "" 或單引號 '' 內部，有一個空格，那么你就可以通過這樣的觀點，把它們放在雙引號或單引號""""，讓我們重新撰寫上面的實體，向程式傳遞一個放置在雙引號內部的命令列引數：

#include <stdio.h>

int main( int argc, char *argv[] )  
{
   printf("Program name %s\n", argv[0]);
 
   if( argc == 2 )
   {
      printf("The argument supplied is %s\n", argv[1]);
   }
   else if( argc > 2 )
   {
      printf("Too many arguments supplied.\n");
   }
   else
   {
      printf("One argument expected.\n");
   }
}

使用一個用空格分隔的簡單引數，引數括在雙引號中，編譯并執行上面的代碼，它會產生下列結果：

$./a.out "testing1 testing2"

Progranm name ./a.out
The argument supplied is testing1 testing2

參考自：https://www.runoob.com/cprogramming/c-tutorial.html

標籤：C

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