编辑“︁C 语言库函数”︁

{{Note|本节内容适用于已完成[[C语言基础语法]]学习的读者，建议掌握[[变量与数据类型]]、[[流程控制]]后再学习函数相关概念。}}

= C语言库函数概述 =
'''C语言库函数'''（Library Functions）是由C标准库（如glibc、MSVCRT等）及第三方库提供的预编译函数集合，涵盖输入输出、字符串处理、数学运算等常见操作。这些函数遵循ISO C标准规范，通过头文件（.h）声明，极大提升了代码复用性和开发效率。

== 核心特点 ==
* '''标准化'''：ANSI C定义了标准库函数（如<stdio.h>, <math.h>）
* '''跨平台性'''：在不同操作系统/编译器下行为一致
* '''性能优化'''：底层通常由汇编语言实现
* '''模块化'''：按功能分类到不同头文件

= 主要库函数分类 =
下表列出C标准库的核心头文件及典型函数：

{| class="wikitable"
! 头文件 !! 功能描述 !! 示例函数
|-
| <code><stdio.h></code> || 标准输入输出 || <code>printf(), scanf(), fopen()</code>
|-
| <code><stdlib.h></code> || 内存管理/类型转换 || <code>malloc(), atoi(), rand()</code>
|-
| <code><string.h></code> || 字符串操作 || <code>strcpy(), strlen(), strcmp()</code>
|-
| <code><math.h></code> || 数学运算 || <code>sqrt(), sin(), pow()</code>
|-
| <code><time.h></code> || 时间处理 || <code>time(), clock(), strftime()</code>
|}

= 详细函数解析 =

== 输入输出函数（stdio.h） ==
=== printf() 格式化输出 ===
<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>
int main() {
    int age = 25;
    printf("Name: %s\nAge: %d\nScore: %.2f\n", 
           "Alice", age, 95.5f);
    return 0;
}
</syntaxhighlight>
'''输出：'''
<pre>
Name: Alice
Age: 25
Score: 95.50
</pre>

'''格式说明符：'''
* <code>%d</code> - 十进制整数
* <code>%f</code> - 浮点数（<code>%.2f</code>保留两位小数）
* <code>%s</code> - 字符串

== 字符串函数（string.h） ==
=== 内存安全操作示例 ===
<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char src[20] = "Hello";
    char dest[20];
    
    // 安全拷贝（避免缓冲区溢出）
    strncpy(dest, src, sizeof(dest)-1);
    dest[sizeof(dest)-1] = '\0';
    
    printf("Length: %zu\n", strlen(dest));
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

== 数学函数（math.h） ==
=== 三角函数计算 ===
<mermaid>
graph LR
    A[输入角度值] --> B[转换为弧度]
    B --> C[调用sin/cos/tan]
    C --> D[输出结果]
</mermaid>

<syntaxhighlight lang="c">
#include <math.h>
#include <stdio.h>

#define PI 3.14159265

int main() {
    double angle = 45.0;
    double radians = angle * (PI / 180.0);
    printf("sin(%.2f°) = %.4f\n", angle, sin(radians));
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

= 高级应用技巧 =

== 函数指针与库函数 ==
通过函数指针动态调用库函数：
<syntaxhighlight lang="c">
#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef int (*compare_func)(const char*, const char*);

void sort_strings(char **arr, int n, compare_func cmp) {
    // 使用指定的比较函数排序
}

int main() {
    char *names[] = {"Bob", "Alice", "Charlie"};
    sort_strings(names, 3, strcmp);
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

== 错误处理机制 ==
标准库通过以下方式报告错误：
* 返回值（如<code>fopen()</code>返回NULL）
* <code>errno</code>全局变量（需包含<code><errno.h></code>）
* <code>perror()</code>函数输出错误描述

= 性能考量 =
{{Warning|频繁调用某些库函数（如<code>strlen()</code>）可能影响性能，应在循环外预先计算}}

'''时间复杂度对比：'''
* <code>memcpy()</code>：O(n)
* <code>qsort()</code>：O(n log n)
* <code>bsearch()</code>：O(log n)

= 扩展阅读 =
* [[C语言内存管理]]
* [[文件操作详解]]
* [[多线程编程中的库函数使用]]

{{Exercise|尝试实现一个简化版的<code>printf()</code>函数，至少支持<code>%d</code>和<code>%s</code>格式}}

[[Category:编程语言]]
[[Category:C]]
[[Category:C 语言函数]]