C語言筆記 12_可變參數&內存管理&命令行參數

可變參數

有時，您可能會碰到這樣的狀況，您但願函數帶有可變數量的參數，而不是預約義數量的參數。C 語言爲這種狀況提供了一個解決方案，它容許您定義一個函數，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() 最後一個參數寫成省略號，即三個點號（...），省略號以前的那個參數是 int，表明了要傳遞的可變參數的總數。爲了使用這個功能，您須要使用 stdarg.h 頭文件，該文件提供了實現可變參數功能的函數和宏。具體步驟以下：

• 定義一個函數，最後一個參數爲省略號，省略號前面能夠設置自定義參數。
• 在函數定義中建立一個 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 變量爲一個參數列表。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一個項。
• 使用宏 va_end 來清理賦予 va_list 變量的內存。

如今讓咱們按照上面的步驟，來編寫一個帶有可變數量參數的函數，並返回它們的平均值：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
 
double average(int num,...)
{
 
    va_list valist;
    double sum = 0.0;
    int i;
 
    /* 爲 num 個參數初始化 valist */
    va_start(valist, num);
 
    /* 訪問全部賦給 valist 的參數 */
    for (i = 0; i < num; i++)
    {
       sum += va_arg(valist, int);
    }
    /* 清理爲 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

內存管理

C 語言爲內存的分配和管理提供了幾個函數。這些函數能夠在 <stdlib.h> 頭文件中找到。

序號	函數和描述
1	void *calloc(int num, int size); 在內存中動態地分配 num 個長度爲 size 的連續空間，並將每個字節都初始化爲 0。因此它的結果是分配了 num*size 個字節長度的內存空間，而且每一個字節的值都是0。
2	void free(void *address); 該函數釋放 address 所指向的內存塊,釋放的是動態分配的內存空間。
3	void *malloc(int num); 在堆區分配一塊指定大小的內存空間，用來存放數據。這塊內存空間在函數執行完成後不會被初始化，它們的值是未知的。
4	void *realloc(void *address, int newsize); 該函數從新分配內存，把內存擴展到 newsize。

注意：void * 類型表示未肯定類型的指針。C、C++ 規定 void * 類型能夠經過類型轉換強制轉換爲任何其它類型的指針。

動態分配內存

編程時，若是您預先知道數組的大小，那麼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，因此您能夠定義數組，以下所示：

char name[100];

可是，若是您預先不知道須要存儲的文本長度，例如您向存儲有關一個主題的詳細描述。在這裏，咱們須要定義一個指針，該指針指向未定義所需內存大小的字符，後續再根據需求來分配內存，以下所示：

#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

上面的程序也可使用 calloc() 來編寫，只須要把 malloc 替換爲 calloc 便可，以下所示：

calloc(200, sizeof(char));

當動態分配內存時，您有徹底控制權，能夠傳遞任何大小的值。而那些預先定義了大小的數組，一旦定義則沒法改變大小。

從新調整內存的大小和釋放內存

當程序退出時，操做系統會自動釋放全部分配給程序的內存，可是，建議您在不須要內存時，都應該調用函數 free() 來釋放內存。

或者，您能夠經過調用函數 realloc() 來增長或減小已分配的內存塊的大小。讓咱們使用 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

您能夠嘗試一下不從新分配額外的內存，strcat() 函數會生成一個錯誤，由於存儲 description 時可用的內存不足。

命令行參數

執行程序時，能夠從命令行傳值給 C 程序。這些值被稱爲命令行參數，它們對程序很重要，特別是當您想從外部控制程序，而不是在代碼內對這些值進行硬編碼時，就顯得尤其重要了。

命令行參數是使用 main() 函數參數來處理的，其中，argc 是指傳入參數的個數，argv[] 是一個指針數組，指向傳遞給程序的每一個參數。下面是一個簡單的實例，檢查命令行是否有提供參數，並根據參數執行相應的動做：

#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");
   }
}

使用一個參數，編譯並執行上面的代碼，它會產生下列結果：

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

使用兩個參數，編譯並執行上面的代碼，它會產生下列結果：

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

不傳任何參數，編譯並執行上面的代碼，它會產生下列結果：

$./a.out
One argument expected

應當指出的是，argv[0] 存儲程序的名稱，argv[1] 是一個指向第一個命令行參數的指針，*argv[n] 是最後一個參數。若是沒有提供任何參數，argc 將爲 1，不然，若是傳遞了一個參數，argc 將被設置爲 2。

多個命令行參數之間用空格分隔，可是若是參數自己帶有空格，那麼傳遞參數的時候應把參數放置在雙引號 "" 或單引號 '' 內部。有一個空格，那麼你就能夠經過這樣的觀點，把它們放在雙引號或單引號""""。讓咱們從新編寫上面的實例，向程序傳遞一個放置在雙引號內部的命令行參數：

#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參數，參數括在雙引號中，編譯並執行上面的代碼，它會產生下列結果：

$./a.out "testing1 testing2"

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

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