使用 write() 系统调用在 C 中实现 printf()

Question

我不仅试图将输出返回到

stdout

，而且还试图返回将要测试的每种数据类型的大小。我正在使用

write()

系统调用将简单输出写入

stdout

（是的，我坚持使用

write()

，因为它在空间 + 时间复杂度方面更有效）在我的

else

声明中，但我不是确定每个变量转换的

case

子句的逻辑。此外，对我的代码组织的任何反馈以及任何反馈都将不胜感激。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdarg.h>
#include <stdint.h>

char *convert(unsigned int, int);

int my_printf(char *format, ...)
{
    va_list args;
    va_start(args, format);
    unsigned int i;
    char *input;
    char *s;
    void *p;
    
    for (input = format; *input != '\0'; input++)
    {
        if (*input == '%') {
            input++;
            //FETCH & EXECUTE VARIABLE CONVERSION
            switch (*input)
            {
                case '%':   write(1, "%", 1);
                            break;

                case 'd':   i = va_arg(args, int);
                            if (i <= 0)
                            {
                                i = -i;
                                write(1, "-", 1);
                            }
                            write(1, convert(i, 10), strlen(convert(i, 10)));
                            break;
                
                case 'o':   i = va_arg(args, unsigned int);
                            write(1, convert(i, 8), strlen(convert(i, 8)));
                            break;
             

                case 'u':   i = va_arg(args, unsigned int);
                            write(1, convert(i, 10), strlen(convert(i, 10)));
                            break;
                

                case 'x':   i = va_arg(args, unsigned int);
                            write(1, convert(i, 16), strlen(convert(i, 16)));
                            break;
                

                case 'c':   i = va_arg(args, int);
                            write(1, &i, 1);
                            break;

                case 's':   s = va_arg(args, char *);
                            write(1, s, strlen(s));
                            break;

                case 'p':   p = va_arg(args, void*);
                            intptr_t ptr_val = (intptr_t)p;
                            write(1, convert(ptr_val, 16), strlen(convert(ptr_val, 16)));
                            break;

                default:    write(1, input - 1, 2);
                            break;
            }
        }
        else 
        {
                            write(1, input, 1);
        }
    }
    va_end(args);
    return 0;
}

char *convert(unsigned int n, int base)
{
    static char Rep[] = "0123456789ABCDEF";
    static char buffer[50];
    char *ptr;

    ptr = &buffer[49];
    *ptr = '\0';

    do
    {
        *--ptr = Rep[n % base];
        n /= base;
    }
    while (n != 0);

    return (ptr);
}

我尝试在每种情况下在

strlen()

内部使用

write()

，但我没有取回数据字节大小值，我认为它可以与

strlen()

一起使用。我也试过

size_t

和

sizeof

代替

strlen()

没有工作。

Answer 1

如果您希望返回代码中正在测试的每种数据类型的大小，请使用

sizeof()

运算符来确定每个变量类型的大小。例如，要查找整数的大小，请使用

sizeof(int)

。 要检索输出字符串的长度，请使用

strlen()

但是，如果您希望返回每次转换的输出字符串的大小，您还必须包括您正在写入

stdout

的任何其他字符的大小，例如换行符或空格。考虑将转换逻辑分解为不同的函数，以更好地构建代码并使其更易于阅读和维护。

Answer 2

[我]也在尝试返回将要测试的每种数据类型的大小

不清楚你的意思，但你应该返回输出的字符总数

stdout

.

请注意，直接为每个字符使用

write

系统调用和转换可能比使用

putchar()

并利用标准流函数执行的缓冲更有效。

你的代码有一些问题：

• 对于格式字符串

  "%"

  ：您输出一个

  %

  和一个空字节并继续迭代超出字符串的末尾，调用未定义的行为。

• 转换数字两次是低效的。您应该存储

  convert

  返回的指针，并将其用作

  write

  和

  strlen

  的参数。或者，

  convert

  可以返回生成的字符数以避免需要

  strlen()

  .

• 对负数的支持不完整：

  INT_MIN

  将调用未定义的行为，因为计算

  -i

  会导致算术溢出。它产生一个负数，由

  convert

  计算的大多数数字都是负数，在使用负值索引

  Rep[n % base]

  时调用未定义的行为。

• 无符号转换

  %u

  和

  %o

  对于将被

  convert

  接收为负数的大值不正确。

• format

  %c

  不适用于大端架构。您应该将字节值存储到

  char

  变量并将其传递给

  write

  .

• format

  %p

  如果

  intptr_t

  是比

  int

  更大的类型并且不处理大指针值（负参数问题）。