C 标准库函数全解析

# 1. C 标准库简介

## 1.1 C 标准库的概述
C 标准库是C语言的标准库，提供了一系列的函数和宏，用于处理文件操作、内存管理、字符串操作、数学运算等。这些函数和宏能够在不同的平台上实现相同的功能，保证了C程序的可移植性。

## 1.2 C 标准库的设计原则
C 标准库的设计遵循了几个原则，包括简洁高效、功能模块化、易用性和可移植性等。这样的设计原则使得 C 标准库成为了 C 语言程序员必不可少的工具之一。

## 1.3 C 标准库的组成部分
C 标准库由多个头文件组成，每个头文件包含了一组相关的函数和宏。常用的头文件包括 `<stdio.h>`、`<stdlib.h>`、`<string.h>`、`<math.h>` 等。

在接下来的章节中，我们将对 C 标准库中的不同功能模块进行详细解析，包括输入输出函数、字符串处理函数、内存管理函数、数学函数以及时间和日期函数。

# 2. 输入输出函数

### 2.1 printf() 函数

在C语言中，printf() 函数是用于格式化输出的函数，它可以按照指定的格式将数据输出到标准输出设备（通常是屏幕）。下面是一个使用 printf() 函数的简单示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    printf("The value of num is: %d\n", num);
    return 0;
}

**代码说明：**
- `#include <stdio.h>` 包含了标准输入输出库的头文件。
- `printf("The value of num is: %d\n", num);` 使用 printf() 函数将变量 `num` 的值按照 `%d`（表示整数）的格式输出到屏幕上。

**代码执行结果：**

The value of num is: 10

### 2.2 scanf() 函数

与 printf() 函数对应的是 scanf() 函数，它用于从标准输入设备（通常是键盘）读取数据。下面是一个使用 scanf() 函数的示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    int num;
    printf("Enter a number: ");
    scanf("%d", &num);
    printf("You entered: %d\n", num);
    return 0;
}

**代码说明：**
- `printf("Enter a number: ");` 使用 printf() 函数提示用户输入一个数字。
- `scanf("%d", &num);` 使用 scanf() 函数读取用户输入的数字，并将其存储到变量 `num` 中。
- `printf("You entered: %d\n", num);` 使用 printf() 函数将用户输入的数字输出到屏幕上。

**代码执行结果：**

Enter a number: 25
You entered: 25

### 2.3 其他与输入输出相关的函数

除了 printf() 和 scanf() 函数外，C标准库还提供了许多其他与输入输出相关的函数，如 getchar()、putchar()、fgets()、fputs() 等，它们可以实现更加灵活和高效的输入输出操作。

这是第二章的内容，涵盖了C标准库中与输入输出相关的核心函数。

# 3. 字符串处理函数

在本章中，我们将深入探讨 C 标准库中与字符串处理相关的函数，包括字符串复制、字符串连接、字符串比较以及其他与字符串处理相关的函数。

#### 3.1 strcpy() 和 strncpy() 函数

`strcpy()` 函数用于将一个字符串复制到另一个字符串中，直到遇到源字符串的空字符为止。其基本形式如下：

char *strcpy(char *dest, const char *src);

`strncpy()` 函数与 `strcpy()` 函数类似，但是在复制时可以指定最大复制字符数，其基本形式如下：

char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);

下面是一个简单的示例演示如何使用这两个函数：

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

int main() {
    char source[] = "Hello, World!";
    char destination[20];

    strcpy(destination, source);
    printf("Copied string using strcpy(): %s\n", destination);

    char source_2[] = "Hello, C Programming!";
    char destination_2[20];

    strncpy(destination_2, source_2, 10);
    destination_2[10] = '\0';  // Manually adding null terminator
    printf("Copied string using strncpy(): %s\n", destination_2);

    return 0;
}

上述代码使用了 `strcpy()` 和 `strncpy()` 函数分别进行字符串的复制，并输出了复制后的结果。需要注意的是，使用 `strncpy()` 函数时，需要手动添加字符串结尾的空字符。

通过上述示例，我们可以清楚地了解 `strcpy()` 和 `strncpy()` 函数的用法及注意事项。

#### 3.2 strcat() 和 strncat() 函数

`strcat()` 函数用于将两个字符串进行连接，其基本形式如下：

char *strcat(char *dest, const char *src);

`strncat()` 函数与 `strcat()` 函数类似，但是在连接时可以指定最大连接字符数，其基本形式如下：

char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);

下面是一个简单的示例演示如何使用这两个函数：

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

int main()