C 语言标准库（C Standard Library）提供了一系列头文件（Header Files），包含常用函数和宏，用于处理输入输出、字符串操作、内存管理、数学计算等任务。掌握 C 标准库对于编写高效、可移植的 C 代码至关重要。

📖 目录

  1. 简介
  2. C 标准库头文件列表
  3. 常用库函数分类
  4. 各库详细介绍
  5. 参考资料

1️⃣ 简介

C 语言标准库主要由一组头文件组成，每个头文件提供特定功能，例如：

  • 输入/输出（I/O）：stdio.h
  • 字符串操作：string.h
  • 数学运算：math.h
  • 内存管理：stdlib.h
  • 时间操作：time.h

这些库函数简化了开发者的工作，避免重复造轮子，提高代码的可读性和可移植性。

2️⃣ C 标准库头文件列表

以下是 C 语言标准库的所有头文件，按功能分类：

类别头文件功能描述
标准输入输出<stdio.h>处理输入/输出（printf、scanf 等）
字符与字符串<string.h>处理字符串（strlen、strcpy、strcmp 等）
数学计算<math.h>数学运算（sqrt、pow、sin 等）
内存管理<stdlib.h>动态内存管理（malloc、free）
时间操作<time.h>处理日期和时间（time、strftime）
断言<assert.h>运行时断言（assert）
进程控制<stdlib.h>进程管理（exit、abort）
变量类型限制<limits.h>变量最大/最小值
错误处理<errno.h>错误代码
可变参数<stdarg.h>处理可变参数
信号处理<signal.h>处理信号（raise、signal）
复杂数学<complex.h>处理复数
布尔类型<stdbool.h>定义 bool 类型

3️⃣ 常用库函数分类

📌 输入输出（I/O）函数

  • printf() – 输出格式化字符串
  • scanf() – 输入格式化数据
  • fopen() / fclose() – 打开/关闭文件
  • fread() / fwrite() – 读/写文件
  • fgets() / fputs() – 读取/写入字符串

📌 字符串处理

  • strlen() – 计算字符串长度
  • strcpy() / strncpy() – 复制字符串
  • strcmp() / strncmp() – 比较字符串
  • strcat() / strncat() – 连接字符串
  • strchr() / strrchr() – 查找字符

📌 数学运算

  • sqrt() – 平方根
  • pow() – 幂运算
  • fabs() – 绝对值
  • sin() / cos() / tan() – 三角函数

📌 内存管理

  • malloc() / calloc() – 分配内存
  • realloc() – 重新分配内存
  • free() – 释放内存

📌 时间处理

  • time() – 获取当前时间
  • ctime() – 将时间转换为字符串
  • strftime() – 格式化时间

4️⃣ 各库详细介绍

📌 <stdio.h> – 标准输入输出

提供 I/O 处理函数，例如：

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

🔹 常用函数

  • printf() – 打印格式化输出
  • scanf() – 读取格式化输入
  • fopen() – 打开文件
  • fclose() – 关闭文件

📌 <string.h> – 字符串处理

提供字符串操作函数，例如：

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

int main() {
    char str1[20] = "Hello";
    char str2[20] = "World";
    strcat(str1, str2);
    printf("%s\n", str1);
    return 0;
}

🔹 常用函数

  • strlen() – 获取字符串长度
  • strcpy() – 复制字符串
  • strcmp() – 比较字符串
  • strcat() – 连接字符串

📌 <math.h> – 数学运算

#include <math.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    double num = 9.0;
    printf("Square root of %.1f is %.1f\n", num, sqrt(num));
    return 0;
}

🔹 常用函数

  • sqrt() – 平方根
  • pow() – 幂运算
  • fabs() – 绝对值

📌 <stdlib.h> – 内存管理

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

int main() {
    int *ptr = (int*) malloc(5 * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("Memory allocation failed!");
        return 1;
    }
    free(ptr);
    return 0;
}

🔹 常用函数

  • malloc() – 分配内存
  • free() – 释放内存
  • exit() – 终止程序

📌 <time.h> – 时间处理

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

int main() {
    time_t t;
    time(&t);
    printf("Current time: %s", ctime(&t));
    return 0;
}

🔹 常用函数

  • time() – 获取当前时间
  • ctime() – 转换时间格式
  • strftime() – 格式化时间

5️⃣ 参考资料

📖 C 标准库官方文档
📖 GNU C Library
📖 ISO C 标准（PDF）

📌 总结 C 标准库提供了强大的输入输出、字符串、数学、内存管理等功能。合理使用标准库，可以提高代码可读性和执行效率。如果你想深入学习 C 语言，建议掌握这些标准库函数的用法！🚀