格式化输出函数:printf/sprintf/fprintf/snprintf等等
一、打印函数简介
作用:将“给定的内容”按照“指定的格式”输出到“指定目标内”。
打印函数的基本格式:
char print_buf[BUF_SIZE];
void printf(const char *fmt, ...)
{
va_list ap;//定义一个指针变量
unsigned int i;
va_start (ap, fmt);
i = vsprintf (print_buf, sizeof(print_buf),fmt, ap);
va_end (args);
__put_char (print_buf,i);
}
printf(const char *fmt,...)是一个可变参数函数,第一个参数为字符串,后面是格式化输出参数列表。
c语言中函数的参数都是压进栈里的,可变参数函数必须有一个参数表示参数的个数,才能让编译器知道要压进栈多少参数,以及函数返回时弹出多少参数,printf(char *fmt,...)实现这个功能的是fmt字符串,里面有多少'%',就代表后面有多少个参数,所以我们必须提取出fmt字符串中'%'的个数,以及针对'%'后面不同的字符来处理参数。
const char *fmt定义了一个只读字符指针;“...”表示printf的参数是可变的;
va_list ap:定义一个字符型指针变量
va_start(argv,i):初始化argv
c=va_arg(argv,int):在已知变量的情况下,获得下一个变参变量
va_end(argv):结束变参变量操作
其中,__put_char()将字符逐个打印到串口输出寄存器中。
void __put_char(char *p,int num){
while(*p&&num--){
*(volatile unsigned int *)0xd0000020=*p++;
};
}
二、打印函数的实现
1、变参函数的实现(宏定义)
(1)va_list
typedef char * va_list;
va_list ap; //定义一个指针类型
(2)va_start(ap,fmt)
#define va_start(ap,fmt) ( ap = (va_list)&fmt + _INTSIZEOF(fmt) )
ap指向函数栈中变参列表第一个参数的首地址;
____________________________
|___________________________|
| argn |
| ........ |
| arg0 |<----ap(sizeof(int)大小对齐)
| fmt |
| pc |
|___________________________|
注意:传给宏va_start的参数fmt是可变参数列表中的前一个参数,ap指向变参列表中第一个参数地址。
注意:函数参数压栈时,参数的入栈顺序是从右向左,出栈时是从左向右。函数调用时,先把若干个参数都压入栈中,再压fmt,最后压pc,这样一来,栈顶指针偏移便找到了fmt,通过fmt中的%占位符,取得后面参数的个数,从而正确取得所有参数。
#define _INTSIZEOF(n) ((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int) - 1) )
计算int类型按4字节(int占4字节)对齐后的结果。通过使用_INTSIZEOF(n),可以根据一个变量的类型计算变量在内存中占用的字节数,从而正确定位参数在内存的位置。
对于short、char类型的数据,因为不满一个int类型的内存空间,所以按照int类型对齐;
(3)va_arg(ap,type)
#define va_arg(ap,type) ( *(type *)((ap += _INTSIZEOF(type)) - _INTSIZEOF(type)) )
指针变量ap本身指向变参列表中的下一个参数地址,va_arg取出的是当前参数的值
(4)va_end(ap)
#define va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )
ap指向空
2、vsprintf(char *buf, const char *fmt, va_list args)函数实现
函数功能:将变量列表args中的参数按照fmt中规定的格式保存到临时缓存buf中。
int vsprintf(char *buf, canst char *fmt, va_list args)
{
unsigned NUM_TYPE num;
int base;
char*str;
int flags;
int field_width;
int Precision;
int qualifier;
str = bUf;
for (; *fmt ; ++fmt)
{
if (* fmt ! = ' % ' )
{
*str++ = *fmt;
continue;
}
/* process flags */
flags = 0;
repeat:
++fmt;/* skip first "%" */
switch(*fmt)
{
case '- ' : flags |= LEFT;goto repeat;
case '+ ' : flags |= PLUS;goto repeat;
...
}
...
base = 10;
switch (*fmt){
case 'c':
...
*str++ (unsigned char)va_arg(args,int);
...
continue;
case 's':
str = string(str,va_arg(args, char *),field_width,precision,flags);
continue;
...
case ' X ' :
base = 16;
break;
case 'd':
case ' i '
flags |= SIGN;
case 'u':
break;
default:
* str++ ='%';
if (*fmt)
*str++ = *fmt;
else
--fmt ;
continue;
}
str = number (str, num, base, field_width, precision, flags) ;
}
*str == '