C语言（02）——标准库函数大全（持续更新）

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目录

[1. printf函数------头文件](#1. printf函数——头文件)

[2. puts函数------头文件](#2. puts函数——头文件)

[3. fgets函数------头文件](#3. fgets函数——头文件)

[4. scanf函数------头文件](#4. scanf函数——头文件)

[5. pow函数------头文件](#5. pow函数——头文件)

[6. time函数------头文件](#6. time函数——头文件)

[7. strlen函数------头文件](#7. strlen函数——头文件)

[8. rand函数------头文件](#8. rand函数——头文件)

[9. srand函数------头文件](#9. srand函数——头文件)

[10. abs函数------头文件](#10. abs函数——头文件)

[11. sqrt函数------头文件](#11. sqrt函数——头文件)

12.qsort函数------头文件

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还在持续更新中，以下是学习过程中遇到的一些库函数（排序不分先后）：

1. printf函数------头文件<stdio.h>

**语法形式：**int printf(const char *format,......)

**作用：**在屏幕上输出对应的数据信息，printf的第一个参数是格式化字符串，可以在其中加入占位符，实现对后方参数的打印，占位符的数量决定了格式化字符串后面的参数数量

printf函数的返回值是成功打印的字符数量（包括所有字符，如字母、数字、空格、换行符\n等），类型为int。

注 ：一般情况下，printf不会打印 \0 ，若需要打印可以使用占位符**%c** 或者**'\0'** 进行单独打印，他打印出来不占视觉空间

示例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("Hello world");//执行程序，打印Hello world
	return 0;
}

​

我们可以思考上述代码的运行结果，加深对printf函数的认知。

2. puts函数------头文件<stdio.h>

**语法形式：**int puts(const char *str)

作用： 通过读取地址（字符指针）的方式来对内容进行打印（标准输出流），并再末尾追加一个换行符'\n'（自动换行 ）。有且仅有 一个参数，这就决定了puts只能打印以\0结尾的字符串，不能 在参数中加入占位符。他的返回值是一个非负整数，具体指取决于编译器

示例：

int main()
{
	puts("sahsagd");
	printf("%d", puts("sahsagd"));
	return 0;
}

​

3. fgets函数------头文件<stdio.h>

**语法形式：**char * fgets(char * str,int size, file * stream)

str 指向字符数组的指针，用于存储读取到的内容；

size为最大读取的字符数（包含字符串结束符\0） ；

stream是文件流指针。

作用： 他是从指定流（一般为输入流stdin）中读取一行数据。

1. 当他遇到换行符 \n 时，fgets会将\n一同存入缓冲区，然后停止读取，尾部加入\0；

2. 当他读取到size - 1个数字是，由于最后一位需要存放\0，所以也会结束读取；

3. 当遇到文件末尾（EOF）或者读取错误时，会停止读取并返回NULL。

成功读取时，返回值为str（即存储字符串的数组地址），失败或者读到文件末尾EOF，返回NULL

注：若读取部分内容后遇到EOF，仍会返回str

示例：

int main()
{
	char str[10];
	fgets(str, 10, stdin);//可以读取空白符，但要注意读取停止的条件
	printf("%s", str);//打印输入的字符（注意空间限制）
	printf("\n");
	printf("%zd", strlen(str));//验证字符串长度和\0的存在
	return 0;
}

4. scanf函数------头文件<stdio.h>

**语法形式：**int scanf(const char *format,.....)

format 为格式控制字符串，由格式说明符（如%d、%s）和普通字符组成

...... 为可变参数列表 ，时存放读取结果的变量地址（需要**&**取地址符，除字符串数组外）,需要注意输入的是变量名还是指针（地址）

作用： scanf是从标准输入流中读取字符，按照format字符串的格式进行解析；scanf()处理数值占位符时，会自动过滤空白字符 ，包括空格 、制表符 、换行符等。

scanf的返回值是成功读取数据的个数（个数是非负的），如果没有读取任何项或者匹配失败，则返回0；如果在读取任何数据之前，发生了读取错误或者遇到文件末尾EOF，则返回EOF(-1)。

注 ：%s遇到空格 停止读取，无法读取含空格的字符串（需用fgets替代），他从第一个非空白字符开始读取，并在末尾加上空字符\0；我们使用%[n]s来限制读取的字符串长度，但当读取的长度恰好等于 数组长度时，会导致数组结尾不是\0，打印时会越界读取内存 ，这是不合理的写法：​

%c不忽略空白字符，总是返回第一个字符，无论该字符是否为空格；

scanf读取除字符类型（%c）以外的数据时，遇到空白字符通常会停止读取。

**示例：**尝试输入10 sadgb .123e21 c，看输出的结果是什么

int main()
{
	int n;
	char arr[15];
	float k;
	char c;
	scanf("%d%s%f%c", &n, arr, &k, &c);
	printf("%d %s %f %c", n, arr, k, c);
	return 0;
}

5. pow函数------头文件<math.h>

语法形式：double pow(double base,double exponent)

base :底数，可以是任意实数；

exponent：指数，可以是任意实数。

注 ：当pow后的参数类型不是double时，会发生隐式类型转换。

作用： 求base的exponent次幂，即一个数x^y 的结果（返回值），类型为double；如果计算过程出现溢出等错误情况（如计算的数过大，超出范围），会根据具体实现返回特定的值（如HUGE_VAL表示正无穷大 ，-HUGE_VAL表示负无穷大 ，或者NaN 表示非数（负数的开方）），并且可能设置全局变量errno来指示错误类型。

示例：

int main()
{
	printf("%lf", pow(2.2, 4));
	return 0;
}

6. time函数------头文件<time.h>

**语法形式：**time_t time(time_t * timer);

作用： 获取当前的系统时间，返回从 UTC 时间 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 到当前时刻的秒数（称为 "时间戳" 或 "Unix 时间"）。时间戳是计算机领域中用于表示时间的一种标准化方式，他通常指从某个固定的"时间起点"开始计算的时间间隔（通常以秒为单位）​

timer 是一个指向time_t类型的指针。如果改指针不为NULL，函数会将获取到的时间戳同时存储到该指针指向的变量中（不能是无效地址），如果为NULL，则只通过返回值返回时间戳 。

示例：

time函数经常配合随机数一起使用

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
    time_t t1, t2;
    
    // 情况1：参数为NULL，只通过返回值获取时间戳
    t1 = time(NULL);
    printf("通过返回值获取：%lld\n", (long long)t1);
    
    // 情况2：参数为有效指针，同时存储到变量并返回
    time(&t2);  // 等价于 t2 = time(&t2)
    printf("通过参数获取：%lld\n", (long long)t2);
    
    return 0;
}

7. strlen函数------头文件<string.h>

**语法形式：**size_t strlen( const char * str)

str 为需要计算的字符串的首地址，字符串需要以"\0"结尾，否则返回值是随机值

作用： 计算字符串str 中从首地址开始到第一个"\0"之间的字符个数（不包含"\0"本身）

示例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str1[] = "hello";
    char str2[] = "world\0extra";  // 遇到第一个'\0'就停止计数
    char str3[] = "";              // 空字符串
    char str4[] = {'a', 'b', 'c'}; // 注意：没有结束符'\0'，会导致未定义行为

    printf("str1长度: %zu\n", strlen(str1));  // 输出：5
    printf("str2长度: %zu\n", strlen(str2));  // 输出：5（忽略'\0'后的内容）
    printf("str3长度: %zu\n", strlen(str3));  // 输出：0
    // printf("str4长度: %zu\n", strlen(str4)); // 危险！可能返回随机值或导致崩溃

    return 0;
}

8. rand函数------头文件<stdlib.h>

**语法形式：**int rand (void)

作用： 返回值为0~RAND_MAX （int 类型），rand()生成的是伪随机数 ，其本质是通过一个数学算法（线性同余法）基于初始值（称为"种子")计算出的数值序列:

相同的种子会生成完全相同的随机数序列；

默认种子值为1；

要获取不同的随机序列，需要通过**srand()**函数设置不同的种子。

如果需要生成某特定区间范围的数字，如[0,100），则可以设置rand() % 100；利用取余的方法限制伪随机数区间。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // 生成5个随机数
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("随机数 %d: %d\n", i+1, rand());
    }
    return 0;
}

9. srand函数------头文件<stdlib.h>

语法形式：void srand ( unsigned int seed)

作用： seed是一个无符号整数，即种子值 ，无返回值，他的作用是为rand（）函数设置初始种子值，决定后续生成的伪随机数序列。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>  // 提供time()函数

int main() {
    // 用当前时间戳作为种子（每次运行时间不同，种子不同）
    srand((unsigned int)time(NULL));
    
    // 生成5个随机数
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", rand());
    }
    return 0;
}

10. abs函数------头文件<stdlib.h>

**语法形式：**int abs ( int n )

**作用：**计算整数n的绝对值，即：

若 n >= 0,返回n本身，若 n <= 0,返回-n。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>  // 包含abs()函数

int main() {
    int a = 10;
    int b = -20;
    int c = 0;
    
    printf("abs(%d) = %d\n", a, abs(a));  // 输出：abs(10) = 10
    printf("abs(%d) = %d\n", b, abs(b));  // 输出：abs(-20) = 20
    printf("abs(%d) = %d\n", c, abs(c));  // 输出：abs(0) = 0
    
    return 0;
}

11. sqrt函数------头文件<math.h>

**语法形式：**double sqrt ( double x )

作用： 计算非负实数x的平方根（即满足y^2 == x的非负实数y），参数double x是需要进行计算的非负实数（x >= 0），返回值也为double类型，注意函数参数 和返回值的数据类型

示例：

#include <stdio.h>
#include <math.h>  // 包含sqrt()函数

int main() {
    double num1 = 25.0;
    double num2 = 2.0;
    double num3 = 0.0;
    
    printf("sqrt(%.1f) = %.1f\n", num1, sqrt(num1));  // 输出：sqrt(25.0) = 5.0
    printf("sqrt(%.1f) = %.6f\n", num2, sqrt(num2));  // 输出：sqrt(2.0) = 1.414214
    printf("sqrt(%.1f) = %.1f\n", num3, sqrt(num3));  // 输出：sqrt(0.0) = 0.0
    
    return 0;
}

12.qsort函数------头文件<stdlib.h>

语法形式：

void qsort （void * base, size_t num ,size_t size,int (*compar）(const void*,const void*)）

base: 指向 待排序数组的首地址(void *类型，可接受任意类型数组的指针);

num: 数组中元素的个数（size_t类型），实际应用中可以用sizeof操作符进行求得;

size: 每个元素的大小（单位：字节,size_t类型，通常用sizeof获取）

compar： 比较函数指针，用于定义排序规则 ，返回值决定元素的排序顺序：返回负数，第一个参数应该排在第二个参数前面（指左侧 ）；返回0，两个参数相等；返回正数，第一个参数应排在第二个参数后面（指右侧）。

作用： qsort（）基于快速排序算法实现，通过用户提供的比较函数compar 确定元素之间的大小关系，从而对数组进行排序。由于使用void *指针 和字节大小参数，他可以处理任何类型的数组，void *决定了他可以接受任意类型的指针。

关键是compar函数的设定。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 比较两个整数：升序排列
int compare_int(const void *a, const void *b) {
    // 将void*转换为int*，再解引用获取值
    int num1 = *(const int *)a;
    int num2 = *(const int *)b;
    
    return num1 - num2;  // 升序（num2 - num1 为降序）
}

int main() {
    int arr[] = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);  // 元素个数
    
    qsort(arr, n, sizeof(int), compare_int);
    
    // 打印排序结果
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);  // 输出：1 2 5 5 6 9
    }
    return 0;
}

持续更新中