C言語の可変個引数関数（va_arg）で合計・最大値・最小値を求めるプログラム

固定された引数の個数を持たず、複数の引数を受け取れる関数を作りたい場面はよくあります。ここでは、与えられた数値の合計を計算する sum()、最大値を求める max()、最小値を求める min() の3つの関数を作成します。いずれの関数も、第1引数として「引数の個数」を受け取る仕様とします。

このような関数を定義するには、関数の引数リストに省略記号（...）を使用します。また、これらを利用するためには stdarg.h ヘッダーファイルをインクルードする必要があります。この種の関数は可変個引数関数（variadic function）と呼ばれます。

可変個引数を扱うための4つの要素

可変個引数にアクセスするために、以下の4つの機能を使用します。

• va_list：渡されたすべての引数を保持する型
• va_start：可変個引数へのアクセスを開始するマクロ
• va_arg：指定した型で次の引数を取り出すマクロ
• va_end：可変個引数リストへのアクセスを終了するマクロ

呼び出し例と期待される出力

例えば、次のように関数を呼び出した場合を考えます。

• sum(5, 5, 2, 8, 9, 3)
• max(3, 5, 9, 2)
• min(6, 8, 5, 2, 6, 7, 9)

このとき、出力はそれぞれ 27（5つの数値の合計）、9（3つの数値の最大値）、2（6つの数値の最小値）となります。

アルゴリズムの手順

sum() 関数の定義

1. 引数 cnt と可変個の引数を受け取る関数 sum() を定義する
2. va_list 型の変数 ap を宣言する
3. va_start(ap, cnt) で ap を初期化する
4. n := 0 とする
5. i := 0 から i < cnt の間、i を1ずつ増やしながら繰り返す
   • n := n + va_arg(ap, int) で次の引数を加算する
6. va_end(ap) でアクセスを終了する
7. n を返す

min() 関数の定義

1. 引数 cnt と可変個の引数を受け取る関数 min() を定義する
2. va_list 型の変数 ap を宣言する
3. va_start(ap, cnt) で ap を初期化する
4. minimum := 99999 とする
5. i := 0 から i < cnt の間、i を1ずつ増やしながら繰り返す
   • current := va_arg(ap, int) で次の引数を取得する
   • current < minimum ならば minimum := current と更新する
6. va_end(ap) でアクセスを終了する
7. minimum を返す

max() 関数の定義

1. 引数 cnt と可変個の引数を受け取る関数 max() を定義する
2. va_list 型の変数 ap を宣言する
3. va_start(ap, cnt) で ap を初期化する
4. maximum := 0 とする
5. i := 0 から i < cnt の間、i を1ずつ増やしながら繰り返す
   • current := va_arg(ap, int) で次の引数を取得する
   • current > maximum ならば maximum := current と更新する
6. va_end(ap) でアクセスを終了する
7. maximum を返す

実装例

以下の実装を見ると、理解がより深まるでしょう。

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
int sum (int cnt,...) {
    va_list ap;
    int i, n;
    va_start(ap, cnt);
    n = 0;
    for (i=0;i<cnt;i++){
        n += va_arg(ap, int);
    }
    va_end(ap);
    return n;
}
int min(int cnt,...) {
    va_list ap;
    int i, current, minimum;
    va_start(ap, cnt);
    minimum = 99999;
    for (i=0;i<cnt;i++){
        current = va_arg(ap, int);
        if (current < minimum)
            minimum = current;
    }
    va_end(ap);
    return minimum;
}
int max(int cnt,...) {
    va_list ap;
    int i, current, maximum;
    va_start(ap, cnt);
    maximum = 0;
    for (i=0;i<cnt;i++){
        current = va_arg(ap, int);
        if (current > maximum)
            maximum = current;
    }
    va_end(ap);
    return maximum;
}
int main(){
    printf("%d\n",sum(5, 5, 2, 8, 9, 3));
    printf("%d\n",max(3, 5, 9, 2));
    printf("%d\n",min(6, 8, 5, 2, 6, 7, 9));
}

入力

sum(5, 5, 2, 8, 9, 3)
max(3, 5, 9, 2)
min(6, 8, 5, 2, 6, 7, 9)

出力

27
9
2