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C语言——标准库

2016-03-25 09:14 302 查看
C语言标准库

宗旨:技术的学习是有限的,分享的精神是无限的。


<assert.h>    断言

<ctype.h>    字符类测试

<errno.h>   (部分)库函数抛出的错误代码

<float.h>     浮点数运算

<limits.h>    检测整型数据类型值范围

<locale.h>    本土化

<math.h>     数学函数

<setjmp.h>   “非局部跳转”

<signal.h>    信号

<stdarg.h>    可变参数列表

<stddef.h>    一些常数,类型和变量

<stdio.h>     输入和输出

<stdlib.h>     实用功能

<string.h>     字符串函数

<time.h>      时间和日期函数

 

一、assert.h

头文件<assert.h>唯一的目的是提供宏assert的定义。如果断言非真(expression==0),则程序会在标准错误流输出提示信息,并使程序异常中止调用abort() 。

定义:void assert (int expression);

//#defineNDEBUG

#include<assert.h>

intmain(int argc, char* argv[])

{

       int a = 12;

       int b = 24;

       assert( a > b );

       printf("a is larger than b!");

       return 0;

}

上面的程序会发现程序中止,printf并未执行,且有这样的输出: main: Assertion `a > b' failed. 原因就是因为a其实小于b,导致断言失败,assert 输出错误信息,并调用abort()中止了程序执行。

 

二、ctype.h

<ctype.h> 主要提供两类重要的函数:字符测试函数和字符大小转化函数。提供的函数中都以int类型为参数,并返回一个int类型的值。实参类型应该隐式转换或者显示转换为int类型。

int isalnum(int c); 判断是否是字母或数字。

int isalpha(int c); 判断是否是字母。

int iscntrl(int c); 判断是否是控制字符。

int isdigit(int c); 判断是否是数字。

int isgraph(int c); 判断是否是可显示字符。

int islower(int c); 判断是否是小写字母。

int isupper(int c); 判断是否是大写字母。

int isprint(int c); 判断是否是可显示字符。

int ispunct(int c); 判断是否是标点字符。

int isspace(int c); 判断是否是空白字符

int isxdigit(int c); 判断字符是否为16进制。

int tolower(int c); 转换为小写字母。

int toupper(int c); 转换为大写字母。

 

三、error.h

error.h 是 C语言 C标准函式库里的头文件,定义了通过错误码来返回错误信息的宏:errno 宏定义为一个int型态的左值, 包含任何函数使用errno功能所产生的上一个错误码。

一些表示错误码,定义为整数值的宏:

EDOM 源自于函数的参数超出范围,例如sqrt(-1)

ERANGE 源自于函数的结果超出范围,例如s trtol("0xfffffffff",NULL,0)

EILSEQ 源自于不合​​法的字符顺序,例如wcstombs(str, L"\xffff", 2)

 

四、float.h

float头文件定义了浮点型数值的最大最小限 浮点型数值以下面的方式定义:符号-value E 指数 符号是正负,value是数字的值 ;下面的值是用#define定义的,这些值是详细的实现,但是可能没有比这里给出的更详细,在所有实例里FLT指的是float,DBL是double,LDBL指的是longdouble

 

五、<limits.h>取值范围

CHAR_BIT 一个ASCII字符长度

SCHAR_MIN 字符型最小值

SCHAR_MAX 字符型最大值

UCHAR_MAX 无符号字符型最大值

CHAR_MIN

CHAR_MAX 

char字符的最大最小值,如果char字符正被表示有符号整数。它们的值就跟有符号整数一样。 否则char字符的最小值就是0,最大值就是无符号char字符的最大值。

MB_LEN_MAX 一个字符所占最大字节数

SHRT_MIN 最小短整型

SHRT_MAX 最大短整形

USHRT_MAX 最大无符号短整型

INT_MIN 最小整型

INT_MAX 最大整形

UINT_MAX 最大无符号整型

LONG_MIN 最小长整型

LONG_MAX 最大长整型

ULONG_MAX 无符号长整型

 

六、<locale.h>本土化

国家、文化和语言规则集称为区域设置,<locale.h>头文件中定义了区域设置相关的函数。setlocale函数用于设置或返回当前的区域特性,localeconv用于返回当前区域中的数字和货币信息(保存在struct lconv结构实例中)。setlocale的第一个实参指定要改变的区域行为类别,预定义的setlocale类别有:

LC_ALL全部本地化信息

LC_COLLATE影响strcoll和strxfrm

LC_CTYPE影响字符处理函数和多行字符处理函数

LC_MONETARY影响localeconv返回的货币格式化信息

LC_NUMERIC影响格式化输入输出字符中的小数点符号

LC_TIME影响strftime函数

<locale.h> 头文件中提供了2个函数 

setlocale() 设置或恢复本地化信息 

localeconv() 返回当前地域设置的信息

setlocale(constant,location) 用法 

如果这个函数成功执行,将返回当前的场景属性;如果执行失败,将返回False。

constant 参数 (必要参数。指定设置的场景信息)

LC_ALL –所有下属的常量

LC_COLLATE –排列顺序

LC_CTYPE –字符分类和转换(例如:将所有的字符转换成小写或大写形式)

LC_MESSAGES –系统信息格式

LC_MONETARY –货币 / 通货格式

LC_NUMERIC –数值格式

LC_TIME –日期和时间格式

location (必要参数)必要参数。指定需要进行场景信息设置的国家或区域。它可以由一个字符串或一个数组组成。如果本地区域是一个数组,那么setlocale()函数将尝试每 个数组元素直到它从中获取有效的语言和区域代码信息为止。如果一个区域处于不同操作系统中的不同名称下,那么这个参数将非常有用。

structlconv *localeconv(void); 用法

localeconv返回lconv结构指针lconv结构介绍: 保存格式化的数值信息,保存数值包括货币和非货币的格式化信息,localeconv返回指向该对象的指针,以下为结构中的成员及信息:

char*decimal_point; 数字的小数点号

char*thousands_sep; 数字的千分组分隔符

每个元素为相应组中的数字位数,索引越高的元素越靠左边。一个值为CHAR_MAX的元素表示没有更多的分组了。一个值为0的元素表示前面的元素能用在靠左边的所有分组中

char*grouping; 数字分组分隔符

char*int_curr_symbol; 前面的三个字符ISO 4217中规定的货币符号,第四个字符是分隔符,第五个字符是'\0' */

char*currency_symbol; 本地货币符号

char*mon_decimal_point; 货币的小数点号

char*mon_thousands_sep; 千分组分隔符

char*mon_grouping; 类似于grouping元素

char*positive_sign; 正币值的符号

char*negative_sign; 负币值的符号

charint_frac_digits; 国际币值的小数部分

charfrac_digits; 本地币值的小数部分

charp_cs_precedes; 如果currency_symbol放在正币值之前则为1,否则为0

charp_sep_by_space; 当且仅当currency_symbol与正币值之间用空格分开时为1

charn_cs_precedes; < 如果currency_symbol放在负币值之前则为1,否则为0/dt>

charn_sep_by_space; 当且仅当currency_symbol与负币值之间用空格分开时为1

charp_sign_posn; 格式化选项

0 - 在数量和货币符号周围的圆括号 

1 - 数量和货币符号之前的 + 号 

2 - 数量和货币符号之后的 + 号 

3 - 货币符号之前的 + 号 

4 - 货币符号之后的 + 号

charn_sign_posn 格式化选项

0 - 在数量和货币符号周围的圆括号 

1 - 数量和货币符号之前的 - 号 

2 - 数量和货币符号之后的 - 号 

3 - 货币符号之前的 - 号 

4 - 货币符号之后的 - 号

最后提示:可以使用setlocale(LC_ALL,NULL)函数将场景信息设置为系统默认值。

 

七、<math.h>是C语言中的数学函数库

三角函数

double sin(double x); 正弦

double cos(double x); 余弦

double tan(double x); 正切

*cot三角函数,可以使用tan(PI/2-x)来实现。

反三角函数

double asin(double x);结果介于[-PI/2, PI/2] 

double acos(double x); 结果介于[0, PI] 

double atan(double x); 

反正切(主值), 结果介于[-PI/2, PI/2] 

double atan2(double y,double); 

反正切(整圆值), 结果介于[-PI, PI]

双曲三角函数

double sinh(double x); 计算双曲正弦

double cosh(double x); 计算双曲余弦

double tanh(double x); 计算双曲正切

指数与对数

double exp(double x); 求取自然数e的幂

double sqrt(double x); 开平方

double log(double x); 以e为底的对数

double log10(double x); 以10为底的对数

double pow(double x, double y); 

计算以x为底数的y次幂 

float powf(float x, float y); 

与pow一致,输入与输出皆为浮点数

取整

double ceil(double); 取上整

double floor(double); 取下整

标准化浮点数

double frexp(double f, int *p); 

标准化浮点数, f = x * 2^p, 已知f求x, p ( x介于[0.5,1] ) 

double ldexp(double x, int p); 

与frexp相反, 已知x, p求f

取整与取余

double modf(double, double*); 

将参数的整数部分通过指针回传, 返回小数部分 

double fmod(double, double); 

返回两参数相除的余数

 

八、<setjmp.h> “非局部跳转”

在该头文件中定义了一种特别的函数调用和函数返回顺序的方式。这种方式不同于以往的函数调用和返回顺序, 

它允许程序流程立即从一个深层嵌套的函数中返回。

<setjmp.h> 中定义了两个宏:

int setjmp(jmp_buf env); /*设置调转点*/ 

longjmp(jmp_buf jmpb, int retval); /*跳转*/ 

宏setjmp的功能是将当前程序的状态保存在结构env ,为调用宏longjmp设置一个跳转点。setjmp将当前信息保存在env中供longjmp使用。其中env是jmp_buf结构类型的。 

Demo :

#include  <stdio.h>

#include  <setjmp.h>

staticjmp_buf buf;

voidsecond(void) {

    printf("second\n");       

       // 打印

    longjmp(buf,1);           

       // 跳回setjmp的调用处

       - 使得setjmp返回值为1

}

 void first(void) {

    second();

    printf("first\n");         

       // 不可能执行到此行

}

 int main() {  

    if ( ! setjmp(buf) ) {

        first();              

       // 进入此行前,setjmp返回0

    } else {                 

       // 当longjmp跳转回,

       setjmp返回1,因此进入此行

        printf("main\n"); 

              // 打印

    }

     return 0;

}

直接调用setjmp时,返回值为0,这一般用于初始化(设置跳转点时)。以后再调用longjmp宏时用env变量进行跳转。程序会自动跳转到setjmp宏的返回语句处,此时setjmp的返回值为非0,由longjmp的第二个参数指定。 

一般地,宏setjmp和longjmp是成对使用的,这样程序流程可以从一个深层嵌套的函数中返回。

 

九、<signal.h>信号

在signal.h头文件中,提供了一些函数用以处理执行过程中所产生的信号。

宏:

SIG_DFL

SIG_ERR

SIG_IGN

SIGABRT

SIGFPE

SIGILL

SIGINT

SIGSEGV

SIGTERM

函数:

signal();

raise();

变量:

typedefsig_atomic_t

sig_atomic_t 类型是int类型,用于接收signal函数的返回值。

以SIG_开头的宏用于定义信号处理函数

SIG_DFL 默认信号处理函数。

SIG_ERR表示一个错误信号,当signal函数调用失败时的返回值。

SIG_IGN信号处理函数,表示忽略该信号。

SIG开头的宏是用来在下列情况下,用来表示一个信号代码:

SIGABRT异常终止(abort函数产生)。

SIGFPE浮点错误(0作为除数产生的错误,非法的操作)。

SIGILL非法操作(指令)。

SIGINT交互式操作产生的信号(如CTRL - C)。

SIGSEGV无效访问存储(片段的非法访问,内存非法访问)。

SIGTERM终止请求。

signal 函数

void(*signal(intsig,void (*func)(int)))(int);

上面的函数定义中,sig 表示一个信号代码(相当于暗号类别),即是上面所定义的SIG开头的宏。当有信号出现(即当收到暗号)的时候,参数func所定义的函数就会被调用。如果func等于SIG_DFL,则表示调用默认的处理函数。如果等于SIG_IGN,则表示这个信号被忽略(不做处理)。如果func是用户自定义的函数,则会先调用默认的处理函数,再调用用户自己定义的函数。 自定义函数,有一个参数,参数类型为int,用来表示信号代码(暗号类别)。同时,函数必须以return、abort、exit 或longjump等语句结束。当自定义函数运行结束,程序会继续从被终止的地方继续运行。(除非信号是SIGFPE导致结果未定义,则可能无法继续运行)

如果调用signal函数成功,则会返回一个指针,该指针指向为所指定的信号类别的所预先定义的信号处理器。 

如果调用失败,则会返回一个SIG_ERR,同时errno的值也会被相应的改变。

raise函数

intraise(int sig);

发出一个信号sig。信号参数为SIG开头的宏。

如果调用成功,返回0。否则返回一个非零值。

 

十、<stdarg.h>可变参数

<stdarg.h>头文件定义了一些宏,当函数参数未知时去获取函数的参数

变量:typedefva_list

宏:

va_start()

va_arg()

va_end()

变量和定义

va_list类型通过stdarg宏定义来访问一个函数的参数表,参数列表的末尾会用省略号省略 

声明:void va_start(va_list ap, last_arg);

用va_arg和va_end宏初始化参数ap,last_arg是传给函数的固定参数的最后一个,省略号之前的那个参数 注意va_start必须在使用va_arg和va_end之前调用

声明:type va_arg(va_list ap, type);

用type类型扩展到参数表的下个参数

注意ap必须用va_start初始化,如果没有下一个参数,结果会是undefined

声明:void va_end(va_list ap); 允许一个有参数表(使用va_start宏)的函数返回,如果返回之前没有调用va_end,结果会是undefined。参数变量列表可能不再使用(在没调用va_start的情况下调用va_end)

 

十一、<stddef.h>一些常数,类型和变量

<stddef.h>头文件定义了一些标准定义,许多定义也会出现在其他的头文件里

宏命令:NULL 和 offsetof() 

变量:

typedef ptrdiff_t

typedef size_t

typedef wchar_t

变量和定义:

ptrdiff_t是两个指针相减的结果

size_t是sizeof一个关键词得到的无符号整数值

wchar_t是一个宽字符常量的大小,是整数类型

NULL是空指针的常量值

offsetof(type, member-designator);这个宏返回一个结构体成员相对于结构体起始地址的偏移量(字节为单位),type是结构体的名字,member-designator是结构体成员的名字。

 

十二、<stdio.h>头文件定义了用于输入和输出的函数、类型和宏。

最重要的类型是用于声明文件指针的FILE。另外两个常用的类型是 size_t和fpos_t,size_t是由运算符sizeof产生的无符号整类型;fpos_t类型定义能够唯一说明文件中的每个位置的对象。由头部 定义的最有用的宏是EOF,其值代表文件的结尾。

变量: 

typedef size_t

typedef FILE

typedef fpos_t

常量 : 

NULL 空值

_IOFBF 表示完全缓冲 

_IOLBF 表示线缓冲 

_IONBF 表示无缓存

BUFSIZ setbuf函数所使用的缓冲区的大小

EOF EOF是负整数表示ENDOF FILE

FOPEN_MAX (20)同时打开的文件的最大数量

FILENAME_MAX 文件名的最大长度

L_tmpnam整数,最大长度的临时文件名

SEEK_CUR取得目前文件位置

SEEK_END将读写位置移到文件尾时

SEEK_SET将读写位置移到文件开头

TMP_MAXtmpnam最多次数

stderr标准错误流,默认为屏幕, 可输出到文件。

stdin标准输入流,默认为键盘

stdout标准输出流,默认为屏幕 

所有函数(点击可查看介绍和DEMO) : 

 
clearerr(); 复位错误标志

 
fclose(); 关闭一个流。

 
feof(); 检测文件结束符

 
ferror(); 检查流是否有错误

 
fflush();更新缓冲区

 
fgetpos(); 移动文件流的读写位置

 
fopen();打开文件

 
fread(); 从文件流读取数据

 
freopen(); 打开文件

 
fseek(); 移动文件流的读写位置

 
fsetpos();定位流上的文件指针

 
ftell(); 取得文件流的读取位置

 
fwrite(); 将数据写至文件流

 
remove(); 删除文件

 
rename(); 更改文件名称或位置

 
rewind(); 重设读取目录的位置为开头位置

 
setbuf(); 把缓冲区与流相联

 
setvbuf(); 把缓冲区与流相关

 
tmpfile(); 以wb+形式创建一个临时二进制文件

 
tmpnam();  产生一个唯一的文件名

 
fprintf(); 格式化输出数据至文件

 
fscanf(); 格式化字符串输入

 
printf(); 格式化输出数据

 
scanf(); 格式输入函数

 
sprintf(); 格式化字符串复制

 
sscanf(); 格式化字符串输入

 
vfprintf(); 格式化输出数据至文件

 
vprintf(); 格式化输出数据

 
vsprintf(); 格式化字符串复制

 
fgetc(); 由文件中读取一个字符

 
fgets(); 文件中读取一字符串

 
fputc(); 将一指定字符写入文件流中

 
fputs(); 将一指定的字符串写入文件内

 
getc(); 由文件中读取一个字符

 
getchar(); 由标准输入设备内读进一字符

 
gets(); 由标准输入设备内读进一字符串

 
putc(); 将一指定字符写入文件中

 
putchar(); 将指定的字符写到标准输出设备

 
puts(); 送一字符串到流stdout中

 
ungetc();  将指定字符写回文件流中

 
perror(); 打印出错误原因信息字符串

 

十三、<stdlib.h>实用功能

<stdlib.h>头文件里包含了C语言的中最常用的系统函数

宏:

NULL 空

EXIT_FAILURE 失败状态码

EXIT_SUCCESS 成功状态码

RAND_MAX rand的最大返回值

MB_CUR_MAX 多字节字符中的最大字节数

变量:

typedefsize_t是unsignedinteger类型

typedefwchar_t 一个宽字符的大小

structdiv_t 是结构体类型 作为div函数的返回类型

structldiv_t是结构体类型 作为ldiv函数的返回类型

函数:

字符串函数

atof(); 将字符串转换成浮点型数

atoi(); 将字符串转换成整型数

atol(); 将字符串转换成长整型数

strtod(); 将字符串转换成浮点数

strtol(); 将字符串转换成长整型数

strtoul(); 将字符串转换成无符号长整型数

 

 

内存控制函数

calloc(); 配置内存空间

free(); 释放原先配置的内存

malloc(); 配置内存空间

realloc(); 重新分配主存

 

环境函数

abort(); 异常终止一个进程

atexit();设置程序正常结束前调用的函数

exit(); 正常结束进程

getenv(); 取得环境变量内容

system(); 执行shell命令

 

 

搜索和排序函数

bsearch(); 二元搜索

qsort(); 利用快速排序法排列数组

 

数学函数

abs(); 计算整型数的绝对值

div(); 将两个整数相除, 返回商和余数

labs(); 取长整型绝对值

ldiv();两个长整型数相除, 返回商和余数

rand(); 随机数发生器

srand(); 设置随机数种子

 

多字节函数

mblen(); 根据locale的设置确定字符的字节数

mbstowcs(); 把多字节字符串转换为宽字符串

mbtowc(); 把多字节字符转换为宽字符

wcstombs(); 把宽字符串转换为多字节字符串

wctomb(); 把宽字符转换为多字节字符

<string.h>字符串函数

<stdlib.h>头文件里包含了C语言的最常用的字符串操作函数

宏:

NULL 空

变量:

typedefsize_t

函数:

memchr();在某一内存范围中查找一特定字符

memcmp(); 比较内存内容

memcpy(); 拷贝内存内容

memmove(); 拷贝内存内容

memset(); 将一段内存空间填入某值

strcat(); 连接两字符串

strncat(); 连接两字符串

strchr(); 查找字符串中第一个出现的指定字符

strcmp(); 比较字符串

strncmp();比较2个字符串的前N个字符

strcoll(); 采用目前区域的字符排列比较字符串

strcpy(); 拷贝字符串

strncpy(); 拷贝字符串

strcspn(); 返回字符连续不含指定字符的字符数

strerror(); 返回错误原因的描述字符串

strlen(); 计算字符串长度

strpbrk(); 查找字符串中第一个出现的指定字符

strrchr(); 查找字符串中最后出现的指定字符

strspn();返回字符串连续不含指定字符的字符数

strstr(); 在一字符串中查找指定的字符串

strtok(); 分割字符串

strxfrm(); 转换字符串

 

十四、<time.h>时间和日期函数

<time.h>是C标准函数库中获取时间与日期、对时间与日期数据操作及格式化的头文件。

宏:

NULL null是一个null指针常量的值

CLOCKS_PER_SEC 每秒的时钟数

变量:

typedefsize_t 类型定义

typedefclock_t类型定义

structtm 结构体

struct tm 

{

int tm_sec; /* 秒 – 取值区间为[0,59] */

int tm_min; /* 分 - 取值区间为[0,59] */

int tm_hour; /* 时 - 取值区间为[0,23] */

int tm_mday; /* 一个月中的日期 - 取值区间为[1,31] */

int tm_mon; /* 月份(从一月开始,0代表一月) - 取值区间为[0,11] */

int tm_year; /* 年份,其值等于实际年份减去1900*/

int tm_wday; /* 星期 – 取值区间为[0,6],其中0代表星期天,1代表星期一,以此类推 */

int tm_yday; /* 从每年的1月1日开始的天数 – 取值区间为[0,365],其中0代表1月1日,1代表1月2日,以此类推 */

int tm_isdst; /* 夏令时标识符,实行夏令时的时候,tm_isdst为正。不实行夏令时的进候,tm_isdst为0;不了解情况时,tm_isdst()为负。*/ 

};

函数:

asctime(); 将时间和日期以字符串格式表示

clock(); 确定处理器时间

ctime(); 把日期和时间转换为字符串

difftime(); 计算两个时刻之间的时间差

gmtime(); 把日期和时间转换为(GMT)时间

localtime();取得当地目前时间和日期

mktime();将时间结构数据转换成经过的秒数

strftime(); 将时间格式化

time(); 取得目前的时间

 
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标签:  c语言 标准 技术