11.2.2 C语言标准库（1）

11.2.2  C语言标准库（1）

在本章节里，我们将介绍C语言标准库的基本函数集合，并对其中一些特殊函数进行详细的介绍。ANSI C的标准库由24个C头文件组成。与许多其他语言（如Java）的标准库不同，C语言的标准库非常轻量，它仅仅包含了数学函数、字符/字符串处理，I/O等基本方面，例如：

标准输入输出（stdio.h）。

文件操作（stdio.h）。

字符操作（ctype.h）。

字符串操作（string.h）。

数学函数（math.h）。

资源管理（stdlib.h）。

格式转换（stdlib.h）。

时间/日期（time.h）。

断言（assert.h）。

各种类型上的常数（limits.h & float.h）。

除此之外，C语言标准库还有一些特殊的库，用于执行一些特殊的操作，例如：

变长参数（stdarg.h）。

非局部跳转（setjmp.h）。

相信常见的C语言函数读者们都已经非常熟悉，因此这里就不再一一介绍，接下来让我们看看两组特殊函数的细节。

1. 变长参数

变长参数是C语言的特殊参数形式，例如如下函数声明：

int printf(const char* format, ...);

va_list ap;

va_start(ap, lastarg);

type next = va_arg(ap, type);

int sum(unsigned num, ...);

其语义如下：

第一个参数传递一个整数num，紧接着后面会传递num个整数，返回num个整数的和。

当我们调用：

int n = sum(3, 16, 38, 53);

图11-7  函数参数在栈上分布

int sum(unsigned num, ...)
{
int* p = &num + 1;
int ret = 0;
while (num--)
ret += *p++;
return ret;
}

在这里我们可以观察到两个事实：

（1）sum函数获取参数的量仅取决于num参数的值，因此，如果num参数的值不等于实际传递的不定参数的数量，那么sum函数可能取到错误的或不足的参数。

（2）cdecl调用惯例保证了参数的正确清除。我们知道有些调用惯例（如stdcall）是由被调用方负责清除堆栈的参数，然而，被调用方在这里其实根本不知道有多少参数被传递进来，所以没有办法清除堆栈。而cdecl恰好是调用方负责清除堆栈，因此没有这个问题。

printf的不定参数比sum要复杂得多，因为printf的参数不仅数量不定，而且类型也不定。所以printf需要在格式字符串中注明参数的类型，例如用%d表明是一个整数。printf里的格式字符串如果将类型描述错误，因为不同参数的大小不同，不仅可能导致这个参数的输出错误，还有可能导致其后的一系列参数错误。

【小实验】

printf的狂乱输出
#include <stdio.h>

int main()
{
printf("%lf\t%d\t%c\n", 1, 666, 'a');
}

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