库函数
在用C语言编写程序的时候,除了调用自己编写的函数之外,很多时候还需要调用库函数,才能完成对应的功能。库函数又分为标准库函数,编译器中提供的库函数,以及第三方的库函数。
C标准中就提供了很多标准库函数,比如大家已经接触到了的C语言文件操作函数,标准IO函数等,都是C语言的标准库函数。C语言的标准库函数与平台无关,即可以在任何支持C语言的平台下调用,比如Linux平台或者Windows平台。
在Windows平台,库函数是以.lib文件或者.dll文件与头文件的形式发布的,而在Linux平台,库函数则是以.a或者.so文件与头文件的形式提供的。其中,头文件里提供了库函数的定义。而.lib/.dll文件以及.a与.so文件里提供了库函数的二进制实现。
要调用库函数,就需要获得这些库函数的相关文件。大多数C标准库函数编译器都会提供。因此,只要包含其中的头文件,就可以直接调用了。
而对于一些常见的第三方库函数,将在37章中进一步介绍。而如何制作自己的函数库,将在31章里详细介绍。
本章将主要介绍一些常见的库函数的应用方法。体会一下如何使用库函数来编写程序实现功能。
为了实现程序的可移植性,应当尽量调用那些标准的C语言库函数。否则,所调用的函数在新的平台,不一定能够获得支持。
7.10.1 常用库函数应用
1 时间函数
在C语言里,关于时间的表示分两种:struct tm和time_t。
日历时间(Calendar
Time)是通过time_t数据类型来表示的,用time_t表示的时间(日历时间)是从一个时间点(例如:
#ifndef _TIME_T_DEFINED
typedef long time_t; /* 时间值 */
#define _TIME_T_DEFINED /* 避免重复定义 time_t */
#endif
大家可能会产生疑问:既然time_t实际上是长整型,到未来的某一天,从一个时间点(一般是
我们可通过tm结构来获得日期和时间,tm结构在time.h中的定义如下:
#ifndef _TM_DEFINED
struct tm {
int tm_sec; /* 秒 – 取值区间为[0,59] */
int tm_min; /* 分 - 取值区间为[0,59] */
int tm_hour; /* 时 - 取值区间为[0,23] */
int tm_mday; /* 一个月中的日期 - 取值区间为[1,31] */
int tm_mon; /* 月份(从一月开始,0代表一月) - 取值区间为[0,11] */
int tm_year; /* 年份,其值等于实际年份减去1900 */
int tm_wday; /* 星期 – 取值区间为[0,6],其中0代表星期天,1代表星期一,以此类推 */
int tm_yday; /* 从每年的
int tm_isdst; /* 夏令时标识符,实行夏令时的时候,tm_isdst为正。不实行夏令时的进候,tm_isdst为0;不了解情况时,tm_isdst()为负。*/
};
#define _TM_DEFINED
#endif
通过time()函数来获得日历时间(Calendar Time),其原型为:
time_t time(time_t * timer);
struct tm * gmtime(const time_t *timer);
struct tm * localtime(const time_t * timer);
其中gmtime()函数是将日历时间转化为世界标准时间(即格林尼治时间),并返回一个tm结构体来保存这个时间,而localtime()函数是将日历时间转化为本地时间。
可以通过asctime()函数和ctime()函数将时间以固定的格式显示出来,两者的返回值都是char*型的字符串。返回的时间格式为:
星期几 月份 日期 时:分:秒 年\n\0
例如:Wed Jan 02 02:03:55 1980\n\0
其中\n是一个换行符,\0是一个空字符,表示字符串结束。下面是两个函数的原型:
char * asctime(const struct tm * timeptr);
char * ctime(const time_t *timer);
其中asctime()函数是通过tm结构来生成具有固定格式的保存时间信息的字符串,而ctime()是通过日历时间来生成时间字符串。这样的话,asctime()函数只是把tm结构对象中的各个域填到时间字符串的相应位置就行了,而ctime()函数需要先参照本地的时间设置,把日历时间转化为本地时间,然后再生成格式化后的字符串。
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t lt;
lt =time(NULL);
ptr=gmtime(<);
printf(asctime(ptr));
printf(ctime(<));
return 0;
}
自定义时间格式
我们可以使用strftime()函数将时间格式化为我们想要的格式。它的原型如下:
size_t strftime(
char *strDest,
size_t maxsize,
const char *format,
const struct tm *timeptr
);
我们可以根据format指向字符串中格式命令把timeptr中保存的时间信息放在strDest指向的字符串中,最多向strDest中存放maxsize个字符。该函数返回向strDest指向的字符串中放置的字符数。
函数strftime()的操作有些类似于sprintf():识别以百分号(%)开始的格式命令集合,格式化输出结果放在一个字符串中。格式化命令说明串strDest中各种日期和时间信息的确切表示方法。格式串中的其他字符原样放进串中。格式命令列在下面,它们是区分大小写的。
%a 星期几的简写
%A 星期几的全称
%b 月分的简写
%B 月份的全称
%c 标准的日期的时间串
%C 年份的后两位数字
%d 十进制表示的每月的第几天
%D 月/天/年
%e 在两字符域中,十进制表示的每月的第几天
%F 年-月-日
%g 年份的后两位数字,使用基于周的年
%G 年分,使用基于周的年
%h 简写的月份名
%H 24小时制的小时
%I 12小时制的小时
%j 十进制表示的每年的第几天
%m 十进制表示的月份
%M 十时制表示的分钟数
%n 新行符
%p 本地的AM或PM的等价显示
%r 12小时的时间
%R 显示小时和分钟:hh:mm
%S 十进制的秒数
%t 水平制表符
%T 显示时分秒:hh:mm:ss
%u 每周的第几天,星期一为第一天 (值从0到6,星期一为0)
%U 第年的第几周,把星期日做为第一天(值从0到53)
%V 每年的第几周,使用基于周的年
%w 十进制表示的星期几(值从0到6,星期天为0)
%W 每年的第几周,把星期一做为第一天(值从0到53)
%x 标准的日期串
%X 标准的时间串
%y 不带世纪的十进制年份(值从0到99)
%Y 带世纪部分的十进制年份
%z,%Z 时区名称,如果不能得到时区名称则返回空字符。
%% 百分号
如果想显示现在是几点了,并以12小时制显示,就象下面这段程序:
//显示现在是几点了,并以12小时制显示
/* Date : 10/24/2007 */
/* Author: Eman Lee */
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
int main(void)
{
struct tm *ptr;
time_t localTime;
char str[80];
localTime=time(NULL);
ptr=localtime(&localTime);
strftime(str,100,"It is now %I %p\n",ptr);
printf(str);
return 0;
}
#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "time.h"
int main( void )
{
struct tm *newtime;
char tmpbuf[128];
time_t localTime1;
time( &localTime1 );
newtime=localtime(&localTime1);
strftime( tmpbuf, 128, "Today is %A, day %d of %B in the year %Y.\n", newtime);
printf("%s\n",tmpbuf);
return 0;
}
2 随机函数
C语言标准库中提供了一个随机函数:rand(),用于生成各种随机值。随机函数需要首先指定随机不同种子,否则每次随机函数生成的随机值将不会改变。一般调用srand()来指定随机种子,可以使用当前时间time(0)作为随机种子。
比如下面的代码,将会产生10个13以内的随机值。
int main(void)
{
srand(time(0));//指定随机种子
for(int i=0;i<13;i++)
{
int r = rand()%13;//产生随机数
printf(“%d\n”, r);
system(“pause”);
}
要调用库函数,首先应该弄清楚该库函数的定义。也就是这个库函数有几个参数,每个参数的类型是什么。那么传给这些库函数的参数类型必须与声明的参数类型一致,否则无法通过编译。
7.10.2 阻塞与非阻塞函数同步与异步
常常见到同步(Sync)/异步(Async),阻塞(Block)/非阻塞(Unblock)四种调用方式。
1,同步:
所谓同步,就是在发出一个功能调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。也就是必须一件一件事做,等前一件做完了才能做下一件事。
2,异步:
异步的概念和同步相对。当一个异步过程调用发出后,调用者不能立刻得到结果,但也不会等待结果,函数会立即返回。实际处理这个调用结果是在完成后,通过事件(event)状态、通知和回调来通知调用者获取数据。
3,阻塞:
阻塞调用是指在同步调用结果返回之前,当前线程会被挂起(线程进入非可执行状态,在这个状态下,cpu不会给线程分配时间片,即线程暂停运行)。函数只有在得到结果之后才会返回。
有人也许会把阻塞调用和同步调用等同起来,实际上是不同的。对于同步调用来说,很多时候当前线程还是激活的,只是从逻辑上当前函数没有返回而已。 例如,我们在socket中调用recv函数,如果缓冲区中没有数据,这个函数就会一直等待,直到有数据才返回。而此时,当前线程还会继续处理各种各样的消息。所以,同步调用中的函数,既可以是阻塞的,也可以是非阻塞的。但阻塞的调用方法,一定是同步的。
4,非阻塞:
非阻塞和阻塞的概念相对应,指在不能立刻得到结果之前,该函数不会阻塞当前线程,一直处于激活状态,也不会让出CPU。
库函数还有多线程的考虑。比如在Windows里:MT/MD/MTD/MDD。在linux中,同样需要注意多线程的考虑。最好调用使用支持多线程安全的库。如库不支持,程序员就需要自己去实现。
7.10.3 常用库函数
程序员在编写程序的时候,都会调用库函数来实现特定的功能。库函数很多,一个程序员不可能把所有的库函数都记住。只需要在调用的时候查阅相应的文档,按照库函数的声明方式去调用就可以了。
虽然并不要求程序员把所有的库函数都记住,但是一些常见的库函数,依然需要非常熟练和记住。比如内存操作库函数,字符串函数等。由于这些库函数非常常用,所以,如果在使用这些函数的时候不熟练,用一次去查一次文档,那么写程序的效率就会很差。
下面列出一些常用的内存和字符串操作函数:
内存函数:memset()/memcpy()/malloc()/free()/memcmp()
void memset(void *src, int v, size_t len);
void memcpy(void *src, void *dst, size_t len);
字符串函数:strstr()/strcpy_s()/strchr()/strcat_s()/strcmp()/strlen()