C语言参考手册语言ASCII动态内存管理mallocfreerealloc日期和时间工具time字符串库转换成数值格式atoistrtol字符串操作strcpystrcat字符串检验strlenstrcmpstrchrstrstr字符数组操作memsetmemcpy算法qsortbsearch数值rand输入/输出支持文件访问fopenfclose直接输入/输出freadfwrite无格式输入/输出fgetcfputcfgetsfputs有格式输入/输出fscanffprintf文件位置ftellfseekrewindC语言参考手册语言ASCII动态内存管理malloc头文件<stdlib.h>函数原型void*malloc(size_t size);函数说明分配size字节的未初始化内存.为避免内存泄漏，分配的内存需要释放.参数size - 要分配的字节数.返回值成功 - 指向新分配内存的指针.失败 - 空指针.free头文件<stdlib.h>函数原型void free(void*ptr);函数说明解分配之前由malloc()分配的内存.参数ptr - 指向要解分配的内存的指针.返回值(无).示例#include <stdlib.h>int main(void){int*p=malloc(sizeof(int) *4);free(p);}realloc头文件<stdlib.h>函数原型void*realloc(void*ptr, size_t new_size);函数说明重新分配new_size字节大小的内存区域.重新分配按以下二者之一执行：可能的话，扩张或收缩ptr所指向的已存在内存.内容在新旧大小中的较小者范围内保持不变. 若扩张范围，则数组新增部分的内容是未定义的.分配一个大小为new_size字节的新内存块，并复制大小等于新旧大小中较小者的内存区域，然后释放旧内存块.若无足够内存，则不释放旧内存块，并返回空指针.若ptr 是NULL，则行为与调用malloc(new_size)相同.参数ptr - 指向需要重新分配的内存区域的指针.new_size - 数组的新大小.返回值成功 - 指向新分配内存的指针. 原指针ptr被非法化.失败 - 空指针. 原指针ptr保持有效.示例#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(void){int*pa=malloc(10*sizeof(int));if (pa){printf("%zu bytes allocated. Storing ints: ", 10*sizeof(int));for (int n=0; n<10; n++)printf("%d ", pa[n] =n);}int*pb=realloc(pa, 100*sizeof(int));if (pb){printf("\n%zu bytes allocated, first 10 ints are: ", 100*sizeof(int));for (int n=0; n<10; n++)printf("%d ", pb[n]);printf("\n");free(pb);}elsefree(pa);}输出40 bytes allocated. Storing ints: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9400 bytes allocated, first 10 ints are: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9日期和时间工具time头文件<time.h>函数原型time_t time(time_t*arg);函数说明返回编码成time_t 对象的当前日历时间，并将其存储于arg 指向的time_t对象(除非arg为空指针).参数arg - 指向将存储时间的time_t对象的指针，或空指针.返回值成功 - 编码成time_t对象的当前日历时间.失败 - (time_t)(-1).示例int main(void){time_t result=time(NULL);if(result!=-1)printf("%s(%ju seconds since the Epoch)\n",asctime(gmtime(&result)),(size_t)result);}输出Thu Mar 8 05:40:46 2018(1520487646 seconds since the Epoch)字符串库转换成数值格式atoi头文件<stdlib.h>函数原型int atoi(const char*str);函数说明将字符串转换成整数值.从首个非空白符开始，接收尽可能多的字符以组成合法的整数表示，并将其转换为整数值.若转换的值溢出，则返回值未定义.参数str - 指向字符串的指针.返回值成功 - 对应str内容的整数值.失败 - 0.示例int main(void){printf("%d\n", atoi(" -123junk"));printf("%d\n", atoi("0"));printf("%d\n", atoi("junk")); // 没有可进行的转换printf("%d\n", atoi("2147483648")); // UB: 在int范围之外}输出-123-2147483648strtol头文件<stdlib.h>函数原型long strtol(const char*str, char**str_end, int base);函数说明将字符串转换成整数值.从首个非空白符开始，取尽可能多的字符组成对应进制整数的字符串表示，并将它们转换成一个整数值.若被转换的值溢出，则发生值域错误并返回LONG_MAX 、LONG_MIN 、LLONG_MAX 或LLONG_MIN.参数str - 指向字符串的指针.str_end - 指向指向字符指针的指针.base - 字符串对应整数的进制.返回值成功 - 对应str内容的整数值.失败 - 0.示例int main(void){printf("\"1010\" in bin --> %ld\n", strtol("1010", NULL, 2));printf("\"12\" in oct --> %ld\n", strtol("12", NULL, 8));printf("\"A\" in hex --> %ld\n", strtol("A", NULL, 16));printf("\"junk\" in base36 --> %ld\n", strtol("junk", NULL, 36));}输出"1010" in bin --> 10"12" in oct --> 10"A" in hex --> 10"junk" in base36 --> 926192字符串操作strcpy头文件<string.h>函数原型char*strcpy(char*dst, const char*src);函数说明复制src所指向的字符串(包含'\0')，到首元素为dst所指的字符数组.若dst 不是指向字符数组的指针或src不是指向字符串的指针则行为未定义.若dst数组长度不足则行为未定义.若字符串覆盖则行为未定义.参数dst - 指向要写入的字符数组的指针.src - 指向要复制的字符串的指针.返回值dst的副本.示例int main(void){char*src="Take the test.";char dst[strlen(src) +1]; // +1以适应'\0'strcpy(dst, src);// src[0] = 'M'; // UBdst[0] ='M'; // OKprintf("src = %s\ndst = %s\n", src,dst);}输出src = Take the test.dst = Make the test.strcat头文件<string.h>函数原型char*strcat(char*dst, const char*src);函数说明将src 所指向的字符串的副本附加到dst 所指向的字符串的结尾.若目标数组相对于src 和dst的内容以及'\0'不够大，则行为未定义.若dst或src不是指向字符串的指针，则行为未定义.若字符串重叠，则行为未定义.参数dst - 指向要附加的字符串的指针.src - 指向要复制的字符串的指针.返回值dst的副本.示例int main(void){char dst[50] ="Hello";char src[50] ="World!";strcat(dst, src);strcat(dst, " ...");strcat(dst, " Goodbye World!");puts(dst);}输出Hello World! ... Goodbye World!字符串检验strlen头文件<string.h>函数原型size_t strlen(const char*str);函数说明返回给定字符串的长度.若str不是指向字符串的指针则行为未定义.参数str - 指向要检测的字符串的指针.返回值字符串str的长度.示例#include <stdio.h>#include <string.h>int main(void){const char str[] ="How many characters does this string contain?";printf("without null character: %zu\n", strlen(str));printf("with null character: %zu\n", sizeof str);}输出without null character: 45with null character: 46strcmp头文件<string.h>函数原型int strcmp(const char*lhs, const char*rhs);函数说明以字典序比较两个字符串.若lhs 或rhs不是指向字符串的指针，则行为未定义.参数lhs - 指向要比较的字符串的指针.rhs - 指向要比较的字符串的指针.返回值负值 - lhs 字典序中先出现于rhs.正值 - lhs 字典序中后出现于rhs.零 - lhs 与rhs相等.示例#include <stdio.h>#include <string.h>void demo(const char*lhs, const char*rhs){int rc=strcmp(lhs, rhs);if (rc==0)printf("[%s] equals [%s]\n", lhs,rhs);else if (rc<0)printf("[%s] precedes [%s]\n", lhs,rhs);else if (rc>0)printf("[%s] follows [%s]\n", lhs,rhs);}int main(void){const char*string="Hello World!";demo(string, "Hello!");demo(string, "Hello");demo(string, "Hello there");demo("Hello, everybody!"+12, "Hello,somebody!"+11);}输出[Hello World!] precedes [Hello!][Hello World!] follows [Hello][Hello World!] precedes [Hello there][body!] equals [body!]strchr头文件<string.h>函数原型char*strchr(const char*str, int ch);函数说明寻找ch 在str所指向的字符串中的首次出现位置.若str不是指向字符串的指针，则行为未定义.参数str - 指向字符串的指针.ch - 要搜索的字符.返回值指向str中找到的字符的指针，若未找到该字符则为空指针.示例#include <stdio.h>#include <string.h>int main(void){char target='T';const char*str="Try not. Do, or do not. There is no try.";const char*result=str;while((result=strchr(result, target)) !=NULL){printf("Found '%c' starting at '%s'\n", target, result);++result;}}输出Found 'T' starting at 'Try not. Do, ordo not. There is no try.'Found 'T' starting at 'There is no try.'strstr头文件<string.h>函数原型char*strstr(const char*str, const char*substr);函数说明查找substr 所指的字符串在str所指的字符串中的首次出现的位置.若str 或substr不是指向字符串的指针，则行为未定义.参数str - 指向要检验的字符串的指针.substr - 指向要查找的字符串的指针.返回值指向str中找到的子串首字符的指针.若找不到该子串则为NULL.若substr 指向空字符串，则返回str.示例#include <stdio.h>#include <string.h>void find_str(const char*str, const char*substr){char*pos=strstr(str, substr);if (pos)printf("found '%s' in '%s' at %ld\n", substr, str, pos-str);elseprintf("'%s' was not found in '%s'\n", substr, str);}int main(void){char*str="one twothree";find_str(str, "two");find_str(str, "");find_str(str, "nine");find_str(str, "n");}输出found 'two' in 'one two three' at 4found '' in 'one two three' at 0'nine' was not found in 'one two three'found 'n' in 'one two three' at 1字符数组操作memset头文件<string.h>函数原型void*memset(void*dst, int ch, size_t count);函数说明复制值ch 到dst 所指向对象的首count个字节.若出现dst数组结尾后的访问则行为未定义.若dst为空指针则行为未定义.参数dst - 指向要填充的对象的指针.ch - 填充字节.count - 要填充的字节数.返回值dst的副本.示例#include <stdio.h>#include <string.h>int main(void){char str[] ="ghghghghghghghghghghgh";puts(str);memset(str, 'a', 5);puts(str);}输出ghghghghghghghghghghghaaaaahghghghghghghghghmemcpy头文件<string.h>函数原型void*memcpy(void*dst, const void*src, size_t count);函数说明从src 所指向的对象复制count 个字符到dst所指向的对象.若访问发生在dst数组结尾后则行为未定义.若dst 或src为空指针则行为未定义.若对象重叠，则行为未定义.参数dst - 指向要复制的对象的指针.src - 指向复制来源对象的指针.count - 复制的字节数.返回值dst的副本.示例#include <stdio.h>#include <string.h>int main(void){int arr[3] = {1, 2, 3};int tmp[3];char dst[4];char source[] ="once upon a midnight dreary...";memcpy(dst, source, sizeof dst);for (size_t n=0; n<sizeof dst; ++n)putchar(dst[n]);putchar('\n');memcpy(tmp, arr, 3*sizeof(int));for (size_t n=0; n<3; ++n)printf("%d", tmp[n]);putchar('\n');}输出once123算法qsort头文件<stdlib.h>函数原型void qsort(void*ptr, size_t count, size_t size,int (*comp)(const void*, const void*));函数说明对ptr所指向的数组以升序排序.数组包含count 个长度为size字节的元素.参数ptr - 指向待排序的数组的指针.count - 数组的元素数目.size - 数组每个元素的字节大小.comp - 比较函数.比较函数的签名应等价于如下形式：int comp(const void* a, const void* b);若首个参数小于第二个，则返回负整数值.若首个参数大于第二个，则返回正整数值.若两参数相等，则返回零.返回值(无).示例#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <limits.h>int compare(const void*a, const void*b){int arg1= (const int) a;int arg2= (const int) b;if (arg1<arg2) return-1;if (arg1>arg2) return1;else return0;// return (arg1 > arg2) - (arg1 < arg2); // 可行的简写// return arg1 - arg2; // 错误的简写（若给出 INT_MIN 则会失败）}int main(void){int ints[] = {-2, 99, 0, -743, 2, INT_MIN, 4};int size=sizeof ints/sizeof*ints;qsort(ints, size, sizeof(int), compare);for (int i=0; i<size; i++)printf("%d\n", ints[i]);}输出-2147483648-743-22499bsearch头文件<stdlib.h>函数原型void*bsearch(const void*key, const void*ptr, size_t count, size_t size,int (*comp)(const void*, const void*));函数说明在ptr 所指向的数组中寻找等于key所指向的元素.数组包含count 个长度为size字节的元素.若数组元素没有初始有序，则行为未定义.参数Key - 指向要查找的元素的指针.ptr - 指向要检验的数组的指针.count - 数组的元素数目.size - 数组每个元素的字节数.comp - 比较函数.比较函数的签名应等价于如下形式：int comp(const void* a, const void* b);若首个参数小于第二个，则返回负整数值.若首个参数大于第二个，则返回正整数值.若两参数相等，则返回零.返回值指向与*key比较相等的指针，在找不到元素时返回空指针.示例#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef struct{int nr;char const*value;} Data;Data dat[] = {{1, "Foo"}, {2, "Bar"}, {3, "Hello"}, {4, "World"}};int compare(void const*a, void const*b){const Data*const l=a;const Data*const r=b;if (l->nr<r->nr) return-1;else if (l->nr>r->nr) return1;else return0;// return (l->nr > r->nr) - (l->nr <r->nr); // 可行的简洁写法// return l->nr - r->nr; // 错误的简洁写法（若给出INT_MIN就会失败）}int main(void){Data key= { .nr=3 };const Data*res=bsearch(&key, dat, sizeof dat/sizeof dat[0],sizeof dat[0], compare);if (res)printf("No %d: %s\n",res->nr, res->value);elseprintf("No %d not found\n", key.nr);}输出No 3: Hello数值rand头文件<stdlib.h>函数原型int rand();函数说明返回[0, RAND_MAX]范围的随机整数值.参数(无) .返回值[0,RAND_MAX]范围的随机整数值.示例#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>int main(void){// 以当前时间为随机数生成器的种子// 若在srand()的调用前使用rand()，则如同以srand(1)播种// srand()中的相同seed产生相同的值数列srand(time(NULL));int random=rand();printf("Random value on [0, %d]: %d\n", RAND_MAX, random);}输出Random value on [0, 2147483647]:1328633460输入/输出支持文件访问fopen头文件<stdio.h>函数原型FILE*fopen(const char*filename, const char*mode);函数说明打开filename所指示的文件，并返回指向关联到该文件的文件流的指针.参数filename - 关联到文件系统的文件名.mode - 访问模式.返回值成功 - 指向新文件流的指针.失败 - 空指针.fclose头文件函数原型函数说明关闭给定的文件流.参数stream - 需要关闭的文件流.返回值成功 - 0.失败 - EOF .示例<stdio .h >int fclose (FILE * stream );#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(void){int c; // 注意：int，非char，要求处理EOFFILE*fp=fopen("test.txt", "r");if(!fp){perror("File opening failed");return EXIT_FAILURE;}while ((c=fgetc(fp)) !=EOF) // 标准C I/O读取文件循环putchar(c);if (ferror(fp))puts("I/O error when reading");else if (feof(fp))puts("End of file reached successfully");fclose(fp);}直接输入/输出fread头文件<stdio.h>函数原型size_t fread(void*buffer, size_t size, size_t count, FILE*stream);函数说明从给定输入流stream 读取至多count 个对象到数组buffer中.参数buffer - 指向要读取的数组中首个对象的指针.size - 每个对象的字节大小.count - 要读取的对象数.stream - 读取来源的输入文件流.返回值成功读取的对象数，若出现错误或文件尾条件，则可能小于count.若size 或count 为零，则fread返回零且不进行其他动作.fwrite头文件<stdio.h>函数原型size_t fwrite(const void*buffer, size_t size, size_t count, FILE*stream);函数说明写count 个来自给定数组buffer 的对象到输出流stream.参数buffer - 指向数组中要被写入的首个对象的指针.size - 每个对象的大小.count - 要被写入的对象数.stream - 指向输出流的指针.返回值成功写入的对象数，若错误发生则可能小于count.若size 或count 为零，则fwrite返回零并不进行其他行动.示例#include <stdio.h>#include <stdlib.h>enum { SIZE=5 };int main(void){double a[SIZE] = {1, 2, 3, 4, 5};double b[SIZE];int r1, r2;FILE*f1;FILE*f2;f1=fopen("file.bin", "wb");r1=fwrite(a, sizeof a[0], SIZE, f1);printf("wrote %d elements out of %d requested\n", r1, SIZE);fclose(f1);f2=fopen("file.bin", "rb");r2=fread(b, sizeof b[0], SIZE, f2);fclose(f2);printf("read back: ");for (int i=0; i<r2; i++)printf("%f ", b[i]);printf("\n");}输出wrote 5 elements out of 5 requestedread back: 1.000000 2.000000 3.0000004.000000 5.000000 无格式输入/输出fgetc头文件<stdio.h>函数原型int fgetc(FILE*stream);函数说明从给定的输入流读取下一个字符.参数stream - 读取字符的来源.返回值成功 - 获得的字符.失败 - EOF.fputc头文件<stdio.h>函数原型int fputc(int ch, FILE*stream);函数说明写入字符ch 到给定输出流stream.参数ch - 要被写入的字符.stream - 输出流.返回值成功 - 被写入的字符.失败 - EOF.示例#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(void){int c;char ch;int ret_code=0;FILE*fp=fopen("test.txt", "w");for (ch='a'; ret_code!=EOF&&ch!='z'; ch++)ret_code=fputc(ch, fp);fclose(fp);fp=fopen("test.txt", "r");while ((c=fgetc(fp)) !=EOF)putchar(c);fclose(fp);putchar('\n');}输出abcdefghijklmnopqrstuvwxyfgets头文件<stdio.h>函数原型char*fgets(char*str, int count, FILE*stream);函数说明从给定文件流读取最多count - 1个字符并存储于str所指向的字符数组.若文件尾出现或发现换行符则终止分析，后一情况下str将包含一个换行符.若无错误发生，则紧随写入到str 的最后一个字符后写入'\0'.若count 小于1则行为未定义.参数str - 指向char数组元素的指针.count - 写入的最大字符数(典型的为str的长度) .stream - 读取数据来源的文件流.返回值成功 - 指向字符串的指针.失败 - NULL.fputs头文件<stdio.h>函数原型int fputs(const char*str, FILE*stream);函数说明写入字符串str 的每个字符到stream ，不写入'\0'.参数str - 要写入的空终止字符串.stream - 输出流.返回值成功 - 非负值.失败 - EOF.示例#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(void){char buf[8];FILE*tmpf=tmpfile();fputs("Alan Turing\n", tmpf);fputs("John von Neumann\n", tmpf);fputs("Alonzo Church\n", tmpf);rewind(tmpf);while (fgets(buf, sizeof buf, tmpf) !=NULL)printf("\"%s\"\n", buf);if (feof(tmpf))puts("End of file reached");}输出"Alan Tu""ring""John vo""n Neuma""nn""Alonzo ""Church"End of file reached有格式输入/输出fscanf头文件<stdio.h>函数原型int fscanf(FILE*stream, const char*format, ...);函数说明从文件流stream读取数据.参数stream - 要读取的输入文件流.format - 格式字符串.返回值成功 - 赋值的接收参数的数量.失败 - EOF.fprintf头文件<stdio.h>函数原型int fprintf(FILE*stream, const char*format, ...);函数说明写结果到文件流stream.参数stream - 要写入的输出文件流.format - 格式字符串.返回值成功 - 传输到输出流的字符数.失败 - 负值.示例#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(void){char buf[8];FILE*tmpf=tmpfile();fprintf(tmpf, "Alan Turing\n");fprintf(tmpf, "John von Neumann\n");fprintf(tmpf, "Alonzo Church\n");rewind(tmpf);while (fscanf(tmpf, "%s", buf) !=EOF)printf("\"%s\"\n", buf);if (feof(tmpf))puts("End of file reached");}输出"Alan""Turing""John""von""Neumann""Alonzo""Church"End of file reached文件位置ftell头文件<stdio.h>函数原型long ftell(FILE*stream);函数说明返回流stream的文件位置指示器.若流以二进制模式打开，则由此函数获得的值是从文件开始的字节数.若流以文本模式打开，则由此函数返回的值未指定，且仅作为fseek()的输入才有意义.参数stream - 要检验的文件流.返回值成功 - 文件位置指示器.失败 - EOF .fseek头文件<stdio.h>函数原型int fseek(FILE*stream, long offset, int origin);函数说明设置文件流stream的文件位置指示器.若stream 以二进制模式打开，则新位置为从origin 开始后的offset字节.若stream 以文本模式打开，则仅有的受支持的offset 值为零（origin值不受限制）或先前在同一文件流上对ftell()的调用的返回值（origin 值只能是SEEK_SET）。
