Вариативная функция

В программировании функции с переменным числом аргументов называются вариативными.

Существует множество математических и логических операций, которые лучше реализовать с помощью функций с переменным количеством аргументов, например, суммирование чисел или конкатенация строк.

Пример в Си

Для реализации функций с переменным числом аргументов в языке программирования C нужно подключить заголовочный файл  stdarg.h. Прежде использовался varargs.h, который был объявлен устаревшим. Для C++ этот заголовочный файл называется cstdarg.

#include <stdarg.h>

double average(int count, ...)
{
    va_list ap;
    int j;
    double sum = 0;

    va_start(ap, count); /* Требуется последний известный аргумент (чтобы получить адрес первого неизвестного) */
    for (j = 0; j < count; j++) {
        sum += va_arg(ap, double); /* Увеличивает ap до следующего аргумента. */
    }
    va_end(ap);

    return sum / count;
}

Эта функция позволяет вычислить среднее значение от произвольного количества аргументов. Обратите внимание, что функция не знает число аргументов и их типы. Функция из примера выше ожидает, что типы будут double и то, что число параметров передаётся в первом аргументе. В других случаях, например для функции printf(), число и типы аргументов выясняются из строки формата.

В общем случае стоит знать о правиле повышения типов по умолчанию, согласно которому повышению типа подвержены все аргументы функции, включая неизвестные аргументы. Так, если бы в примере выше неизвестные аргументы были бы объявлены типа float, фактически они бы оказались типа double, и ожидать функция должна была бы тип double, а не float. Это может внести путаницу и ошибки, если функция ожидает аргумент определенной размерности, а получает аргумент другой размерности. Особенно опасным является использование макроса NULL в вариативных функциях, поскольку NULL в Си определяется конкретной реализацией и не обязан быть нулём, приведённым к типу void *, а в C++ определён как 0 без явного приведения к указателю. Число 0 имеет тип int, минимальный размер которого соответствует 16 битам (2 байта), что, скорее всего, будет не соответствовать размеру ожидаемого в функции указателя.

stdarg.h объявляет тип va_list, и определяет четыре макрофункции: va_start, va_arg, va_copy и va_end.

1. va_start принимает два аргумента, объект va_list  и ссылку на последний параметр функции (тот, что перед многоточием). Она инициализирует va_list объект для использования в va_arg или va_copy. Компилятор обычно выдает предупреждение, если ссылка неверная (например, ссылка на параметры, отличающиеся от последнего, или ссылка на совершенно другой объект).
2. va_arg принимает два аргумента, va_list объект (ранее инициализированный) и дескриптор типа. Он расширяется на следующей переменной аргумент, и имеет указанный тип. Каждый следующий вызов возвращает следующий аргумент.
3. va_end принимает один аргумент типа va_list и очищает его. Если вы хотели, например, сканировать переменное число аргументов более чем один раз, вам надо будет повторно инициализировать va_list путём вызова va_end и затем va_start.
4. va_copy принимает два аргумента, оба типа va_list. Он дублирует второй (который должен был быть инициализирован) в первый.

См. также

• Макрос с переменным числом аргументов (язык программирования Си)
• Вариативный шаблон

Ссылки

• Variadic function. Rosetta Code task showing the implementation of variadic functions in over fifty programming languages.
• Variable Argument Functions — A tutorial on Variable Argument Functions for C++
• GNU libc manual