实现简单的printf函数

首先，要介绍一下printf实现的原理

printf函数原型如下：
int printf(const char* format,...);

返回值是int，返回输出的字符个数。

例如：
int main()
{
int n;
n=printf();
printf("返回值:%d\n",n);
;
}

测试结果：

hello world,

返回值：

测试结果是16，是因为100虽然是整型数，但是输出时计算返回值它是3个字符。

参数format是一个字符指针，指向printf里的第一个字符串。

参数...是不定参数。这是printf能够实现的核心。

接下来介绍一下不定参数是如何实现的。

int printf(const char* format,...);

函数的参数由右向左依次入栈，如下图：

比如我们printf实际输入的参数有4个，printf(char* format,arg1,arg2,arg3,arg4);

这些参数在内存中从低地址到高地址依次为format,arg1,arg2,arg3,arg4。

因为format是指针，所以所占的字节大小为一个int的大小。

所以如果我们找到format的储存地址，从format首地址开始，加上一个int的大小，此时地址刚好就是参数arg1的首地址，然后再加上sizeof(arg1)，此时地址又刚好是arg2的首地址，这样我们就能依次找出参数所在地址。

具体实现时，我们只需要定义一个指针变量ap指向arg1参数的起始地址，同时分析format参数所指的字符串，从字符串第一个字符开始检查，如果遇到%则通过分析%后面的字符就能判断出变量的类型，此时输出ap地址上所指向的变量的值，同时ap指针向右移动该变量类型大小字节个单位，使ap指向下一个参数的储存地址，然后再次分析字符串，直到分析到字符串结尾结束。

通过上面的参数入栈方式我们可以得到如下结论:

如果想将栈中的参数读出来，我们只需要知道，栈顶元素的地址即第一个参数的地址即可。通过前面变参函数的分析，通过变参函数第一个参数可以知道传递的参数个数。

当然，每个参数都有自己的类型，还有的就是字节对齐了。在读取参数的时候，这些问题都必须考虑到。

实际上处理变参时，已经有封装好的宏处理这些所有问题

typedef char * va_list; //将char*别名为va_list;

#define _INTSIZEOF(n) ((sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1)) 

#define va_start(ap,v) (ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v))

#define va_arg(ap,t) (*(t*)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)))

#define va_end(ap) (ap = (va_list)0)

这些宏在不同的操作系统，有不同的实现，想使用的话，只需要包含头文件stdarg.h就可以了。

()va_start宏的作用 :

printf（const char* format,arg1,agr2,....)

实现ap指向第一个实际参数arg1的地址，实际参数指第一个参数format后的第一个参数arg1。即va_start(ap,format)。

()va_arg宏作用：

t指的是分析出来的实际参数的变量类型，首先ap向后移动sizeof(t)个单位，指向下一个实际参数的地址，同时返回（ap-sizeof(t)）的地址，返回的地址跟刚开始时地址一样。实际上就是为了ap移动到下一个参数的地址，为了下一次输出。

()va_end宏的作用

将ap指针赋值为NULL，即0

看一下实现代码：

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

void printch(const char ch) //输出字符
{
putchar(ch);
} 

void printint(const int dec) //输出整型数
{
)
{
return;
}
printint(dec / );
putchar(( + '));
} 

void printstr(const char *ptr) //输出字符串
{
while(*ptr)
{
putchar(*ptr);
ptr++;
}
} 

void printfloat(const float flt) //输出浮点数，小数点第5位四舍五入
{
int tmpint = (int)flt;
 * (flt - tmpint));
 >= )
{
tmpflt = tmpflt /  + ;
}
else
{
tmpflt = tmpflt / ;
}
printint(tmpint);
putchar('.');
printint(tmpflt); 

} 

void my_printf(const char *format,...)
{
va_list ap;
va_start(ap,format); //将ap指向第一个实际参数的地址
while(*format)
{
if(*format != '%')
{
putchar(*format);
format++;
}
else
{
format++;
switch(*format)
{
case 'c':
{
char valch = va_arg(ap,int); //记录当前实践参数所在地址
printch(valch);
format++;
break;
}
case 'd':
{
int valint = va_arg(ap,int);
printint(valint);
format++;
break;
}
case 's':
{
char *valstr = va_arg(ap,char *);
printstr(valstr);
format++;
break;
}
case 'f':
{
float valflt = va_arg(ap,double);
printfloat(valflt);
format++;
break;
}
default:
{
printch(*format);
format++;
}
}
}
}
va_end(ap);
} 

int main()
{
char ch = 'A';
char *str = "hello world";
;
float flt = 1234.45678;
my_printf("ch = %c,str = %s,dec = %d,flt = %f\n",ch,str,dec,flt);
;
}

 运行结果：

ch = A,str = hello world,dec = ,flt = 1234.4568

实际上，实现时可以用一个更简单的函数，vprintf函数。

int vprintf(char *format, va_list param);

printf的功能就是用它来实现的，所不同的是，它用一个参数取代了变长参数表，且此参数是通过调用va_start宏进行初始化。其实vprintf也是经过封装的一个函数。
这样就省了我们调用宏对变参函数进行处理，只要开始调用一次va_start宏进行一次初始化即可。

代码如下：

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

int my_printf(char *str,...)
{
int n; //记录返回值
va_list list;
va_start(list,str);
n=vprintf(str,list);
va_end(list);
return n;
}

int main()
{

my_printf();

}

运行结果：

hello world,

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作者：阿鑫.
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/fengxinlinux/article/details/52064816
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