如何编写一个可变参数函数？如何让所有单片机的所有串口实现printf函数？

前言

（1）由于真的复习不下去，就想着写一篇博客拉回自己的心思。于是想到了长期有疑惑，但是一直没有进行深入了解的C语言可变参数函数。
（2）本人查阅了一些网上的资料，以及自己的理解写出来了这一片博客。首先再次感谢肯哥的答疑。
（3）借鉴文章：
C51单片机中如何实现printf输出log？；
C语言中的可变参数函数；
MSP430F5529 DriverLib 库函数学习笔记（四点五）printf打印输出；

什么是可变参数

（1）首先，我们需要知道什么是可变参数。在我们日常编写程序的时候，所有的参数都是指定的个数的。如下

void Add(int a,int b);

（2）但是我们有没有思考过一个问题，为什么printf()可以传入多个参数？

printf("hello world");
printf("hello %s","world");
printf("%s %s","hello","world");
printf("%d + %d = %d",2,3,5);

（3）这个时候我们就有了解一下printf（）函数的定义了。我们查看printf()函数的定义如下，发现他的第二个参数是"…“，那么这个”…“是什么呢？这个”…"就说明了，这个函数是一个可变参数函数。

int printf(char *fmt, ...);

如何编写一个可变参数函数

了解三个宏

（1）在编写可变参数函数之前，我们是需要知道三个宏的。关于这三个宏的介绍，我上面给出的链接已经有非常专业的解释了。如果想知道他的专业解释，请看上面给出的链接。我这里只会使用非常粗俗的白话解释着三个宏的作用。
（2）
<1>首先，如果我们在一个函数中，需要开始处理可变参数。那么开头就需要调用va_start()这个宏，结束使用可变参数的时候，就使用va_end()这个宏。
<2>这个过程有点类似动态内存管理，需要申请一个内存，就调用malloc()函数，如果不需要使用这个内存了，就调用free()函数。
（3）
<1>那么va_arg()这个宏有什么用呢？很简单，解析可变参数。
<2>举个例子：例如printf(“%s %d %s”,“hello”,5,“world”);第一次调用va_arg，那么就是使用的"hello"参数。第二次调用va_arg，就是使用的数字5。第三次调用va_arg，就是使用的"world"参数。

va_start( va_list arg_ptr, prev_param )
va_arg( va_list arg_ptr, type )
va_end( va_list arg_ptr )

这三个宏应该如何使用

（1）知道这三个宏的大体作用之后，那么应该如何使用呢？我这里先拿chatgpt生成的代码进行讲解。
（2）这个sum()函数很简单，就是将一些浮点数据进行求和计算。第一个参数count是告诉函数，可变参数有几个。
（3）
<1>首先解释va_start()这个宏，因为我们开始要使用可变参数了。所以要调用这个宏。
<2>第一个参数默认是一个va_list类型参数。没有什么可说了，规定就是这样的。如果你们硬要问为什么，自己去看底层实现。我这里只是讲解如何使用啊。
<3>第二个参数是，最后一个固定参数。可能有人会问了，最后一个固定参数是什么意思？拿这里的sum()函数为例，这个函数固定会传入count，那么count就是最后一个固定参数。
如果一个函数定义是void UART_printf(uint32_t baseAddress, const char format,…)呢？很简单，因为会固定传入baseAddress和format这两个参数，所以va_start()第二个参数传入*format。
（4）
<1>现在开始解释va_arg()这个宏了。
<2>va_arg()这个宏的第一个参数和va_start()是一样的，都是一个va_list类型数据。
<3>va_arg()的第二个参数，需要根据可变参数数据类型而定。比如，这里的可变参数传入的都是浮点数据，所以第二个参数的double。如果，这里的可变参数传入的是整型数据，第二个参数就是int。大家如果没有明白的话，不用慌，后面我分析肯哥的代码的时候。还会进行讲解。
<4>va_arg()最后将可变参数返回出来。
（5）va_end()这个宏使用起来也很简单，与va_start()和va_arg()的第一个参数是一样的，一个va_list类型数据。

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

double sum(int count, ...)
{
    double total = 0.0;
    va_list args;
    va_start(args, count);
    
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        double num = va_arg(args, double);
        total += num;
    }
    
    va_end(args);
    
    return total;
}

int main()
{
    double result = sum(5, 1.2, 2.3, 3.4, 4.5, 5.6);
    printf("Sum: %f\n", result);
    
    return 0;
}

刨析肯哥的代码

（1）看了上面的解释，肯定还有很多人不明白。没事，不用慌，我将在这里刨析肯哥的代码加深你们对可变参数的理解。
（2）需要注意的是，肯哥的代码，我只会讲解与可变参数有关的部分。
（3）
<1>因为肯哥的这个代码里面，最后一个固定参数是fmt，所以va_start()的第二个参数传入fmt。
<2>我们有没有一个疑惑，为啥肯哥的代码里面，不需要像chatgpt生成的代码那样，传入参数告诉程序，现在有多少个可变参数呢？
很简单，while(*fmt)语句，fmt必定是一个字符串。字符串最后一个字节存储的是什么？0，所以说，可以通过遍历到0，那么字符结束。而这个字符里面，有多少个"%"号，那么就有多少个可变参数。
<3>如果遍历到了%，那么就让Fill_Flag = 1;然后开始处理可变参数。
因为我们规定了，%s是字符串，那么va_arg(ap, char *);这样写。同时使用Str这个char * 型数据接收返回值。
而%d和%x都是整型数据，所以 va_arg(ap, int);这样写。同时使用使用int型数据接收返回值。
<4>最后，while循环检测到了0，表示字符串结束。调用va_end();这个宏进行处理。

int xprintf(char *fmt, ...)
{
    char *Str;
    int  Int_Data;
    uchar Fill_Flag = 0;

    va_list ap;
    va_start(ap, fmt);

    while(*fmt)
    {
        if ((*fmt != '%') && (Fill_Flag == 0))
        {
            Push_To_TX_Buffer(*fmt++);
            continue;
        }

        if (*fmt == '%')
        {
            fmt++;
            Align_Bit = 0;
            Fill_Flag = 1;
        }
        
        switch(*fmt)
        {
            case 's':
                 Str = va_arg(ap, char *);
                 for (; *Str; Str++)
                    Push_To_TX_Buffer(*Str);
                 Fill_Flag = 0;
                 Align_Bit = 0;
                 break;

            case 'd':
                 Int_Data = va_arg(ap, int);
                 IntToStr(Int_Data);
                 for (Str=Simple_Prn_Buf; *Str; Str++) {
                    Push_To_TX_Buffer(*Str);
                 }
                 Fill_Flag = 0;
                 Align_Bit = 0;
                 break;

            case 'x':
                 Int_Data = va_arg(ap, int);
                 HexToStr(Int_Data, 0); //小写
                 for (Str=Simple_Prn_Buf; *Str; Str++) {
                    Push_To_TX_Buffer(*Str);
                 }
                 Fill_Flag = 0;
                 Align_Bit = 0;
                 break;

            case 'X':
                 Int_Data = va_arg(ap, int);
                 HexToStr(Int_Data, 1); //大写
                 for (Str=Simple_Prn_Buf; *Str; Str++) {
                    Push_To_TX_Buffer(*Str);
                 }
                 Fill_Flag = 0;
                 Align_Bit = 0;
                 break;

            default:
                 //Push_To_TX_Buffer(*fmt);
                 Align_Bit = *fmt - '0';
                 if (Align_Bit > 9)
                    Align_Bit = 9;
                 break;
        }
        fmt++;
    }
    va_end(ap);

    return 0;
}
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版权声明：本文为CSDN博主「架构师李肯」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/szullc/article/details/128245356

如何让所有单片机的所有串口实现printf函数呢

（1）有了上面的基础之后，对于可变参数我们已经有了一定了理解了。那么如何自己编写一个函数，让所有单片机的所有串口实现printf函数呢？
（2）我们都知道，对于单片机，使用printf需要进行重映射，而且还只可以让一个串口进行重映射，不是很方便。那么，再次我将利用上面的知识，和大佬们的博客写一个能够给所有单片机的所有串口进行printf的函数。
（3）注意，这里的vsnprintf（）函数，就是将可变参数按照printf中的语法格式，格式化传入到format中，然后最终的数据传入TxBuffer[]这个数组里面。顺便返回格式化了多少字节数据。

/* 作用 ： 用于多路串口重定义
 * 传入参数 ： 
     baseAddress ： 要打印的串口地址，UARTx_BASE，x可为0，1，2，3，4，5，6，7
     format ： 需要打印的东西
     ... ： 如果是打印字符，输入%c。有符号数字，%d。用法与printf一样
 * 返回值 ： 无
*/
void UART_printf(uint32_t baseAddress, const char *format,...)
{
    uint32_t length;
    va_list args;
    uint32_t i;
    char TxBuffer[128] = {0};

    va_start(args, format);
    length = vsnprintf((char*)TxBuffer, sizeof(TxBuffer), (char*)format, args);
    va_end(args);

    for(i = 0; i < length; i++)
		{
			//根据不同单片机的串口发送函数，依次发送TxBuffer[i]数据。
			//以下以MSP430为例
			USCI_A_UART_transmitData(baseAddress, TxBuffer[i]);
			//以下以TM4C123为例
			while(UARTBusy(baseAddress));
			UARTCharPut(baseAddress,TxBuffer[i]);
			//以下以STM32F103为例
			USART_SendByte(baseAddress,TxBuffer[i]);
			while(USART_GetFlagStatus(baseAddress,USART_FLAG_TC) == RESET);
		}
}