4

Мне нужно создать функцию, которая считает выражение:

(х1 + х3 + х5 + ...) / (х2 + х4 + х6 + ...)

где х1-хn - параметры функции. Количество параметров чётное и они имеют разный тип, при вызове функции я перед каждым числом указываю его тип. Я написала функцию, используя макросы из <stdarg.h> (см. вопрос Функция с неопределенным количеством параметров).

Как можно выполнить это же задание, не используя макросы из <stdarg.h>, а используя только указатели? Вот приблизительно такое написала:

void SumIntDouble(int, ...);

void main(void)
{
    system("chcp 1251");
    SumIntDouble(6, 'i', 1, 'd', 2.0, 'i', 3, 'd', 4.0, 'i', 5, 'd', 6.0);
    getchar(); getchar();
}

void SumIntDouble(int k, ...)
{
    double sum = 0;
    double a = 0; // числитель
    double b = 0; // знаменатель
    int* p = &k + 1;
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        switch (*p) {
        case'i': {
            p += sizeof(char);
            if (i % 2 == 0)
                a += *p;
            else
                b += *p;
            p++;
            break;
        }
        case'd': {
            p += sizeof(char);
            if (i % 2 == 0)
                a += *(double*)p;
            else
                b += *(double*)p;
            p += 2; // сдвигаем на double (=2 int)
            break;
        }
        }
    }
    sum = a / b;
    printf(" Сумма: %lf\n", sum);
}
16
  • 5
    Без <stdarg.h> законными способами никак не получится. Это магия компилятора.
    – eanmos
    9 мар 2020 в 19:42
  • @eanmos Я прекрасно это понимаю, жаль, что преподавателям этого не объяснишь) Нужно написать вариант функции без <stdarg.h>
    – Jezz
    9 мар 2020 в 19:46
  • 2
    Использование всякой фигни вместо стандартных макросов из <stdarg> нестандартно и непереносимо, и вообще - UB. Написать можно, но гарантий, что оно будет работать еще где-то, никаких. (Можно подсказать, что, как я понимаю, надо для char и int двигать указатель на 4 байта, для double - на 8, но это если и сработает будлет кардинально неверной подсказкой!!)
    – Mikhailo
    10 мар 2020 в 4:54
  • 3
    Ну вот откуда берутся кретины-преподаватели с такими заданиями - Нужно написать вариант функции без <stdarg.h>?! Этот способ для каждого компилятора может быть своим (если существует).
    – Harry
    10 мар 2020 в 5:09
  • 3
    @tutankhamun, кмк, или не правильно понята задача, или препод идиот, потому что эта задача ни теоретической, ни практической пользы не имеет. Даже решению на C++ через шаблоны не место в проде
    – Arenoros
    10 мар 2020 в 13:41

4 ответа 4

6

Как я уже сказал выше в комментариях под вопросом, написать функцию с переменным количеством аргументов без использования средств, предоставляемых заголовочным файлом <stdarg.h> переносимым способом невозможно. Имейте это в виду, и, если нужно, покажите этот ответ своему преподователю.


А теперь смотрите, почему это не возможно с теоретической и почти всегда невозможно c практической сторон.

Теоретическая сторона

С теоретической стороны это невозможно, т. к. этого не позволяет стандарт языка C. В стандарте сказано, что размещение параметров при вызове функции неспецифицированно:

9 Each parameter has automatic storage duration; its identifier is an lvalue.166) The layout of the storage for parameters is unspecified.

— ISO/IEC 9899:2017 N2176 §6.9.1

Это значит, что способ передачи аргументов в функцию полностью зависит от реализации и делать какие-либо предположения о том, как параметры передаются в функцию — бессмысленно.

Практическая сторона

Теперь рассмотрим практическую сторону. Как я уже сказал, способ передачи аргументов в функцию зависит от реализации. Проблема в том, что реализаций может быть много. Очень много. Под реализацией понимается, как минимум:

  • компилятор
  • hosted или freestanding среда исполнения1;
  • целевая архитектура (ISA);
  • ABI, в частности — соглашения о вызове (calling conventions);

Количество всех возможных комбинаций очень велико. Причем для каждой такой комбинации код, в общем случае, будет разным. Придется учитывать особенности каждого ABI, и не факт, что ABI позволит получить значения аргументов таким «грязным» способом. Вынужден признать, что в некоторых обстоятельствах мы можем решить задачу, хотя говорить о корректности решения в таких случаях не приходится.

Конкретные примеры

Допустим, что мы заранее знаем, каким компилятором, под какую архитектуру и с каким ABI будет компилироваться программа. Например, это будет GCC, Intel 642 и System V ABI (x86_64 psABI).

Тогда мы сталкиваемся с тем, что в такой конфигурации в принципе не можем решить поставленную задачу. Почему? Потому что, согласно System V ABI, вещественные значения передаются в функцию не через стек, а через специальные регистры %xmm0%xmm7. А, как вы знаете, язык C не позволяет обращаться к конкретным регистрам процессора.

Тогда, снова сделаем допущение, что нам повезло немного больше и мы компилируем программу под IA-323, i386 System V ABI, i386 GNU/Linux. Согласно такому ABI, параметры передаются через стек и нам настолько повезло, что мы даже знаем их конкретное размещение (см. раздел Function Calling Sequence)!

Напишем код, который вызывал бы нужную нам функцию:

#include <stdio.h>

double sum(unsigned int, ...);

int
main(void)
{
    printf("%f\n", sum(3, 1.0, 2.0, 16.0));
}

И проверим нужные смещения отладчиком:

>>> print *((unsigned int *) ($esp + 0))
$1 = 3
>>> print *((double *) ($esp + 4))
$2 = 1
>>> print *((double *) ($esp + 12))
$3 = 2
>>> print *((double *) ($esp + 20))
$4 = 16

Отлично! Теперь можем написать реализацию функцию sum:

double
sum(unsigned int n, ...)
{
    double s = 0.0;

    for (unsigned int i = 0; i < n; ++i) {
        double *p = ((unsigned char *) &n) + sizeof(unsigned int) + sizeof(double) * i;
        s += *p;
    }

    return s;
}

1) За подробностями обращайтесь к разделу «5.1.2 Execution Environement» стандарта C17.

2) Эту ISA часто называют x64, x86_64 или x86-64. Скорее всего, процессор вашего компьютера реализует именно эту архитектуру.

3) Эту ISA также называют x32, i386 или Intel-386.

2
  • А где в вопросе ограничение на C?
    – Arenoros
    10 мар 2020 в 6:59
  • 1
    @Arenoros, метка [c], нет?
    – eanmos
    10 мар 2020 в 7:00
3

ЭТО НЕ ОТВЕТ!!
Просто в комментарий не втиснуться. Вот как VC++ 2017 обрабатывает вызов вашей функции в 64-разрядном приложении:

; 9    :     SumIntDouble(6, 'i', 1, 'd', 2.0, 'i', 3, 'd', 4.0, 'i', 5, 'd', 6.0);

    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@4018000000000000
    mov edx, 105                ; 00000069H
    movsd   QWORD PTR [rax-24], xmm0
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@4010000000000000
    mov DWORD PTR [rax-32], 100         ; 00000064H
    mov DWORD PTR [rax-40], 5
    lea r9d, QWORD PTR [rdx-5]
    mov DWORD PTR [rax-48], 105         ; 00000069H
    lea r8d, QWORD PTR [rdx-104]
    movsd   QWORD PTR [rax-56], xmm0
    lea ecx, QWORD PTR [rdx-99]
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@4000000000000000
    mov DWORD PTR [rax-64], 100         ; 00000064H
    mov DWORD PTR [rax-72], 3
    mov DWORD PTR [rax-80], 105         ; 00000069H
    movsd   QWORD PTR [rax-88], xmm0
    call    ?SumIntDouble@@YAXHZZ           ; SumIntDouble

Вот и крутись тут, как знаешь :)

В 32-разрядном попроще:

; 9    :     SumIntDouble(6, 'i', 1, 'd', 2.0, 'i', 3, 'd', 4.0, 'i', 5, 'd', 6.0);

    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@4018000000000000
    sub esp, 8
    movsd   QWORD PTR [esp], xmm0
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@4010000000000000
    push    100                 ; 00000064H
    push    5
    push    105                 ; 00000069H
    sub esp, 8
    movsd   QWORD PTR [esp], xmm0
    movsd   xmm0, QWORD PTR __real@4000000000000000
    push    100                 ; 00000064H
    push    3
    push    105                 ; 00000069H
    sub esp, 8
    movsd   QWORD PTR [esp], xmm0
    push    100                 ; 00000064H
    push    1
    push    105                 ; 00000069H
    push    6
    call    ?SumIntDouble@@YAXHZZ           ; SumIntDouble
    add esp, 64                 ; 00000040H

Видите? А это один и тот же компилятор...

У вас, кстати, какой?

Update

Для VC++ 2017 32-разрядное приложение (для 64-разрядного работать не будет) вот такое работает:

void SumIntDouble(int, ...);

int main(void)
{
    SumIntDouble(6, 'i', 1, 'd', 2.0, 'i', 3, 'd', 4.0, 'i', 5, 'd', 6.0);
    getchar(); getchar();
}

void SumIntDouble(int k, ...)
{
    double sum = 0;
    double a = 0; // числитель
    double b = 0; // знаменатель
    int* p = &k;
    for (int i = 0; i < k; i++)
    {
        char c = *(++p);
        switch (c) {
        case'i': {
            p++;
            if (i % 2 == 0)
                a += *p;
            else
                b += *p;
            break;
        }
        case'd': {
            p++;
            if (i % 2 == 0)
                a += *(double*)p;
            else
                b += *(double*)p;
            p++;
            break;
        }
        }
    }
    sum = a / b;
    printf(" Сумма: %lf\n", sum);
}
3
  • У меня VS 2019. Написала функцию с использованием только указателей, но для параметров одного типа - у меня компилирует нормально, но нужна версия для данных разного типа. Подозреваю, что напутала что-то с указателями) Уже поняла, что без stdarg.h писать - извращение, но преподаватель задал задание в целях практики использования указателей, поэтому написать все-таки нужно)
    – Jezz
    10 мар 2020 в 16:43
  • Ну, я добавил для VC++ 2017, думаю, сработает и на 2019 - но только в 32-разрядном варианте... Но преподаватель - если задает такое - чудак с большой буквы мэ... Относитесь с большой осторожностью к тому, чему он вас будет учить... Если не секрет, это где такой водится?
    – Harry
    10 мар 2020 в 18:24
  • Мне кажется, или gcc издевается? ideone.com/1gdHCz - почему аргументы не по порядку??
    – Qwertiy
    10 мар 2020 в 21:13
0

если бы не нужно было перемешивать аргументы можно было бы сделать проще.

#include <cstdint>
#include <cstdio>

struct Null {};
Null calc(){ return Null{}; }

template<class F, class S>
struct Sum {
    F first;
    S second;

    auto operator+(Null next) { return *this; }
    template<class F1, class S1>
    auto operator+(Sum<F1, S1>&& next) {
        first += next.first;
        second +=  next.second;
        return *this;
    }
    auto res() { return first/second; }
};
template<class T1, class T2> Sum(const T1&, const T2&) -> Sum<T1, T2>; 

template<typename T1,
         typename T2,
         typename... Other>
auto calc(T1 x1, T2 x2, Other... args) {
    return (Sum{x1, x2} + calc(args...));
}

int main(){
    auto sum = calc(12.2, 2.3, 3.0, 4.4, (char)5, 6);
    printf("%f", sum.res());
    return 0;
}

Плюсы:

  • Можно складывать любые типы, достаточно описать оператор + для него
  • Если аргументов нечётное количество ошибка будет известна на compiletime
  • Если аргументы известны в compiletime то и всё вычисление будет в compiletime [1].

Минусы:

  • Тип у sum.first и sum.second зависит от первых двух параметров, т.е если первыми будут int то и все вычисление будет усечено до int.

[1] Этот пример компилируется буквально в пару строчек:

calc():
        xor     eax, eax
        ret
.LC1:
        .string "%f"
main:
        sub     rsp, 8
        mov     edi, OFFSET FLAT:.LC1
        mov     eax, 1
        movsd   xmm0, QWORD PTR .LC0[rip]
        call    printf
        xor     eax, eax
        add     rsp, 8
        ret
.LC0:
        .long   3415682653
        .long   1073312485
3
  • Комментарии к минусу будут?
    – Arenoros
    10 мар 2020 в 6:54
  • Как бы. вопрос о си
    – user206435
    10 мар 2020 в 17:08
  • @ヒミコ, как бы в универе не делают между ними разницы и это единственный возможный вариант реализации в заданных условиях
    – Arenoros
    10 мар 2020 в 18:44
-1

анука попробуй вот так
я не запускал так что может не работать )

char *address = (char*)(&k + 1);
char type;
double a, b;
int intData;
double doubleData;

for(int i = 0; i < k; i++)
{
    type = *address;
    address++;

    switch(type)
    {
        case 'i':
            intData = *(int*)(address);
            if (i % 2 == 0)
                a += (double)intData;
            else
                b += (double)intData;

            address += sizeof(int);
            break;

        case 'd': 
            doubleData = *(double*)(address);
            if (i % 2 == 0)
                a += doubleData;
            else
                b += doubleData;

            address += sizeof(double);
            break;

    }
}
4
  • Неа, не работает( Исправила ошибки в своем коде, но все равно программа просто виснет, уже не понимаю, что не так (код выше)
    – Jezz
    10 мар 2020 в 16:46
  • @Jezz в каком месте виснет ?? какая строчка
    – Slavik
    10 мар 2020 в 17:17
  • Исправила, все хорошо, спасибо)
    – Jezz
    10 мар 2020 в 18:00
  • @Jezz что исправила ?? ты ж говоришь моё не пашет
    – Slavik
    10 мар 2020 в 20:44

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.