C语言标准库全解析：从入门到精通

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"C语言函数库提供了全面的C语言系统函数，包括诊断、字符类别测试、错误处理、整型常量定义、地域环境设置、数学运算、非局部跳转、信号处理、可变参数表、公共定义、输入输出、实用函数以及日期与时间操作等。这些函数适用于不同水平的C语言学习者，从初学者到大师都能从中受益。" 在C语言中，函数库是编程的重要组成部分，它包含了一系列预定义的函数，可以帮助开发者完成各种任务。下面将详细介绍标题和描述中提到的部分C语言函数库： 1. `<assert.h>`：诊断 `assert`宏是调试程序的有力工具，用于检查程序中的假设条件。当`assert(表达式)`中的表达式为0时，它会在标准输出上打印错误信息，并通过调用`abort`函数终止程序。在不希望进行调试的情况下，可以通过定义`NDEBUG`宏来禁用`assert`。 2. `<ctype.h>`：字符类别测试这个头文件提供了一系列用于检查字符类型的函数，如`isalnum`（判断是否为字母或数字）、`isalpha`（判断是否为字母）、`isascii`（判断是否为ASCII字符）、`iscntrl`（判断是否为控制字符）、`isdigit`（判断是否为数字字符）、`isgraph`（判断是否为可打印图形字符）、`islower`（判断是否为小写字母）和`isprint`（判断是否为可打印字符）。这些函数帮助开发者处理字符数据，进行类型检查和过滤。 3. `<stdio.h>`：输入输出 `stdio.h`包含了进行基本输入输出操作的函数，如`printf`、`scanf`、`fopen`、`fclose`、`fgets`、`fputs`等。这些函数使得开发者可以方便地读写文件，从标准输入获取数据，向标准输出发送数据。 4. `<stdlib.h>`：实用函数 `stdlib.h`包含了通用的实用函数，例如内存分配与释放（`malloc`、`calloc`、`realloc`、`free`）、转换函数（`atoi`、`atof`、`itoa`等）、随机数生成（`rand`、`srand`）以及退出程序（`exit`）等。 5. `<time.h>`：日期与时间函数此头文件提供处理时间和日期的函数，如`time`（获取当前时间）、`ctime`（将时间戳转换为字符串）、`localtime`（本地时间转换）和`strftime`（格式化时间输出）等，使得开发者能够处理和显示时间信息。这些只是C语言函数库中的一部分，还有更多如`<string.h>`（字符串处理）、`<stdarg.h>`（可变参数列表）、`<math.h>`（数学运算）等头文件，它们提供了丰富的功能，让开发者可以编写出更高效、更可靠的C语言程序。无论你是初学者还是资深开发者，理解并熟练使用这些函数库将极大地提高你的编程效率和代码质量。

到文件中的目的，但是那样系统开销较大。

18. fgetc：从流中读取字符函数

函数原型：int fgetc(FILE *fp);

头文件：#include<stdio.h>

是否是标准函数：是

函数功能：从流中读取字符，即从 fp 所指定的文件中取得下一个字符。这里需要注意，

在每取完一个字符时 fp 会自动向下移动一个字节。这样编成时，程序员就不用再对 fp 控制

了。这种功能在许多读写函数中都有体现。

返回值：返回所得到的字符，若读入错误。返回 EOF。

例程如下：应用 fgetc 函数从文件中自动读取字符。

#include <string.h>

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

int main(void)

{

FILE *fp;

char string[] = "This is a test";

char ch;

/* 以读写方式打开一个名为 test.txt 的文件 */

fp = fopen("test.txt", "w+");

/* 向文件中写入字符串 string */

fwrite(string, strlen(string), 1, fp);

/* 将 fp 指针指向文件首 */

fseek(fp, 0, SEEK_SET);

{

/* 从文件中读一个字符 */

ch = fgetc(fp);

/* 显示该字符 */

putch(ch);

} while (ch != EOF);

fclose(fp);

return 0;

}

例程说明：

（1）首先程序先以读写方式打开一个名为 test.txt 的文件，并向该文件中写入一个字符

串。

（2）再应用 fseek 函数将文件指针 fp 定位在文件的开头，再循环地将字符逐一读出。

这里每读出一个字符，指针 fp 会自动地向后移一个字节，直至读到文件尾，即 EOF 标

志，循环才停止。因为 fgetc 函数的返回值为得到的字符，所以用一个字符型变量 ch 来

接受读出的字符。

（3）最后的运行结果是在屏幕上打印出 This is a test 字符串。

19. fgetpos：取得当前文件的句柄函数

函数原型：int fgetpos( FILE *stream, fpos_t *pos );

头文件：#include<stdio.h>

是否是标准函数：是

函数功能：取得当前文件的指针所指的位置，并把该指针所指的位置数存放到 pos 所指

的对象中。pos 值以内部格式存储,仅由 fgetpos 和 fsetpos 使用。其中 fsetpos 的功能与 fgetpos

相反，为了详细介绍，将在后节给与说明。

返回值：成功返回 0，失败返回非 0，并设置 errno。

例程如下：应用 fgetpos 函数取得当前文件的指针所指的位置。

#include <string.h>

#include <stdio.h>

int main(void)

{

FILE *fp;

char string[] = "This is a test";

fpos_t pos;

/* 以读写方式打开一个名为 test.txt 的文件 */

fp = fopen("test.txt", "w+");

/* 将字符串写入文件 */

fwrite(string, strlen(string), 1, fp);

/* 取得指针位置并存入&pos 所指向的对象 */

fgetpos(fp, &pos);

printf("The file pointer is at byte %ld\n", pos);

/*重设文件指针的位置*/

fseek(fp,3,0);

/* 再次取得指针位置并存入&pos 所指向的对象 */

fgetpos(fp, &pos);

printf("The file pointer is at byte %ld\n", pos);

fclose(fp);

return 0;

}

例程说明：

（1）首先，程序以读写方式打开一个名为 test.txt 的文件，并把字符串"This is a test"写

入文件。注意：字符串共 14 个字节，地址为 0~13。用 fwrite 函数写入后，文件指针自

动指向文件最后一个字节的下一个位置。即这时的 fp 的值应该是 14。

（2）再用 fgetpos 函数取得指针位置并存入&pos 所指向的对象，此时， pos 中的内容

为 14。然后在屏幕上显示出 The file pointer is at byte 14。

（3）再用 fseek 函数重设文件指针的位置，让 fp 的值为 3，即指向文件中第 4 个字节。

再次取得指针位置并存入&pos 所指向的对象。然后在屏幕上显示出 The file pointer is at

byte 3。

20. fgets：从流中读取字符串函数

函数原型：char *fgets(char *string, int n, FILE *fp);

头文件：#include<stdio.h>

是否是标准函数：是

函数功能：从 fp 所指的文件中读取一个长度为(n-1)的字符串，并将该字符串存入以

string 为起始地址的缓冲区中。fgets 函数有三个参数，其中 string 为缓冲区首地址，n 规定

了要读取的最大长度，fp 为文件指针。

返回值：返回地址 string，若遇到文件结束符或出错，返回 NULL。用 feof 或 ferror 判

断是否出错。

例程如下：用 fgets 函数从文件中读取字符串。

#include <string.h>

#include <stdio.h>

int main(void)

{

FILE *fp;

char string[] = "This is a test";

char str[20];

/* 以读写的方式打开一个名为 test.txt 的文件 */

fp = fopen("test.txt", "w+");

/* 将字符串写入文件 */

fwrite(string, strlen(string), 1, fp);

/* 文件指针定位在文件开头*/

fseek(fp, 0, SEEK_SET);

/* 从文件中读一个长为 strlen(string)的字符串 */

fgets(str, strlen(string)+1, fp);

/* 显示该字符串 */

printf("%s", str);

fclose(fp);

return 0;

}

例程说明：

（1）首先，以读写的方式打开一个名为 test.txt 的文件，并将字符串写入文件。

应用 fseek 函数将文件指针定位在文件开头。

（2）从文件中读一个长为 strlen(string)的字符串，这里应注意第二个参数若为 n，则表

示从 fp 所指的文件中读取一个长度为 (n-1) 的字符串。因此，这里的参数为

strlen(string)+1，表示读取一个长度为 strlen(string)的字符串。把字符串读到以 str 为首

地址的数组中。

（3）最后显示该字符串。

21. fopen、fclose：文件的打开与关闭函数

函数原型：FILE *fopen(char *filename, char *type);

int fclose(FILE *fp);

头文件：#include<stdio.h>

是否是标准函数：是

函数功能：函数 fopen：打开一个流，即：打开一个文件。该函数有两个参数，filename

是需要打开文件的文件名，type 是打开文件的方式。函数 fclose：关闭一个流，即：关闭一

个文件，并释放文件缓冲区。fclose 函数与 fopen 函数是相对的两个函数。fclose 函数的参数

是指向文件的指针，应用该函数用以在程序结束之前关闭文件，并释放文件缓冲区。这样可

以保证文件的数据不流失。

在这里，特别列出所有的文件打开方式，以供大家参考。如下表所示。

文件的打开方式

文件使用方式

意义

只读打开一个文本文件，只允许读数据

只写打开或建立一个文本文件，只允许写数据

追加打开一个文本文件，并在文件末尾写数据

只读打开一个二进制文件，只允许读数据

只写打开或建立一个二进制文件，只允许写数据

追加打开一个二进制文件，并在文件末尾写数据

读写打开一个文本文件，允许读和写

读写打开或建立一个文本文件，允许读写

读写打开一个文本文件，允许读，或在文件末追加数据

rb+

读写打开一个二进制文件，允许读和写

wb+

读写打开或建立一个二进制文件，允许读和写

ab+

读写打开一个二进制文件，允许读，或在文件末追加数据

返回值：fopen：FILE 类型，如果打开的文件存在，返回指向该文件的指针；如果打开

的文件不存在，则在指定的目录下建立该文件打开，并返回指向该文件的指针。fclose：整

型，有错返回非 0，否则返回 0。

例程如下：打开并输出一个文件，然后关闭。

#include <string.h>

#include <stdio.h>

int main(void)

{

FILE *fp;

char buf[11] = "abcdefghij";

/* 以写方式打开文件名为 test.txt 的文件 */

fp = fopen("test.txt", "w");

/*把字符串写入文件中*/

fwrite(&buf, strlen(buf), 1, fp);

/* 关闭文件 */

fclose(fp);

return 0;

}

例程说明：

（1）首先开辟一个 11 个字节大小的缓冲区 buf，也就是数组，但预先只能存入 10 个字

符。这是因为 C 语言中规定数组存放字符串时，最后一个字节要以’/0’结尾，作为结束标志，

并由系统自动在字符串末尾添加’/0’标志。因此，11 个字节大小的缓冲区只存放一个长 10

个字节的字符串。

（2）用 fopen 函数以写的方式打开一个名为 test.txt 的文件并将字符串写入文件。

调用 fclose 函数关闭该文件。

（3）fclose 函数与 fopen 函数正好相对，其作用是关闭一个文件。当使用 fopen 函数打

开一个文件时，会返回一个指向该文件的指针。在该例程中这个指针被赋值给 fp，也就是

说 fp 指向了 test.txt 这个文件。而当调用 fclose 函数关闭该文件，即 fclose(fp)时，fp 就不再

指向该文件了，相应的文件缓冲区也被释放。

注意：用户在编写程序时应该养成及时关闭文件的习惯，如果不及时关闭文件，文件数

据有可能会丢失。

22. fprintf：格式化输出函数

函数原型：int fprintf(FILE *fp, char *format[, argument,...]);

头文件：#include<stdio.h>

是否是标准函数：是

函数功能：把 argument 的值以 format 所指定的格式输出到 fp 指向的文件中。这个函数

理解起来和 printf 类似，在一般的使用中，第二个参数可以是一个字符串的头指针，也可以

就是一个字符串。例如：fprintf(fp, "Cannot open this file!!")，意思就是把字符串 Cannot open

this file!!输出到文件 fp 中去。该函数一般用作终端的出错提示或是在磁盘中生成错误报告。

返回值：如果正确返回实际输出字符数，若错误则返回一个负数。

例程如下用 fprintf 函数向终端发出出错提示。

#include <stdio.h>

int main(void)

{

FILE *fp;

/*以只读方式打开名为 test.txt 的文件*/

if ((fp = fopen("\\test.txt", "rt"))

== NULL)

{

fprintf(stderr, "Cannot open this file!!\n");

return 1; /*若该文件不能打开，在屏幕上显示出错提示*/

}

/*若该文件能够打开，在屏幕上显示正确提示*/

fprintf(stderr,"Have open this file!!\n");

return 0;

}

例程说明：

（1）首先，以只读方式打开名为 test.txt 的文件，如果文件不能打开，这返回 NULL。

（2）若该文件不能打开，在屏幕上显示出错提示。

（3）若该文件能够打开，在屏幕上显示正确提示。

注意：该函数中第一个参数是 stderr，这是 C 语言中标准出错输出指针，它指向标准的

出错输出文件，也就是显示器。因为，在操作系统中，I/O 设备都是用文件进行管理的，因

此设备都配有相应的控制文件。在 C 语言中，有三个文件与终端相联系，因此系统定义了

三个文件指针。见下表：

标准文件指针

在系统运行时，程序自动打开这三个标准文件。

本例程的运行结果为：

（1）如果不能打开文件：

Cannot open this file!!

（2）如果可以打开文件：

Have open this file!!

例程如下用 fprintf 函数在磁盘中生成错误报告。

#include <stdio.h>

int main(void)

设备文件

文件指针

标准输入

stdin

标准输出

stdout

标准出错输出

stderr

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樊俊彬

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