C 标准库 - ＜time.h＞和＜float.h＞详解

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简介

库变量

库宏

库函数

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库变量

库宏

库函数

<time.h>

简介

C 标准库中的 <time.h> 头文件提供了处理时间和日期的函数和类型定义。它包含了一些结构体和函数，可以用于获取系统当前的日期、时间，以及进行日期和时间的计算等操作。

在 <time.h> 头文件中，常用的类型包括 struct tm 结构体，它用来表示一个日历时间，包括年、月、日、时、分、秒等成员；time_t 类型用来表示时间值，通常是一个整数，代表从某一固定时间点（通常是 1970 年 1 月 1 日）经过的秒数。

在 <time.h> 中，还包含了一系列函数，比如用于获取当前时间的函数 time()，用于将时间转换为字符串表示的函数 strftime()，以及一些用于日期和时间运算的函数，比如计算时间差的函数 difftime() 等。

总的来说，<time.h> 头文件提供了一系列函数和类型，可以帮助程序员在 C 语言中方便地处理日期和时间，进行时间的获取、格式化输出、计算等操作。

库变量

下面是头文件 time.h 中定义的变量类型：

  • size_t：无符号整数类型，通常用于表示对象的大小。在 C 语言中，使用 sizeof 运算符可以返回对象或类型的大小，其结果就是 size_t 类型。
  • clock_t：用于存储处理器时间的类型。它通常被用来度量程序执行所花费的处理器时间，比如通过 clock() 函数来获取程序运行时间的信息。
  • time_t：用于存储日历时间的类型。time_t 类型通常被用来表示从某个固定时间点（通常是 1970 年 1 月 1 日）经过的秒数，常用于时间的表示和计算。
  • struct tm：用来保存时间和日期的结构体。它包含了年、月、日、时、分、秒等成员，可以方便地表示一个特定的时间点。在 C 语言中，通常使用 struct tm 结构体进行时间的表示和计算，比如获取系统当前时间，以及进行时间格式的转换等操作。

tm 结构的定义如下：

struct tm {int tm_sec;         /* 秒，范围从 0 到 59        */int tm_min;         /* 分，范围从 0 到 59        */int tm_hour;        /* 小时，范围从 0 到 23        */int tm_mday;        /* 一月中的第几天，范围从 1 到 31    */int tm_mon;         /* 月，范围从 0 到 11        */int tm_year;        /* 自 1900 年起的年数        */int tm_wday;        /* 一周中的第几天，范围从 0 到 6    */int tm_yday;        /* 一年中的第几天，范围从 0 到 365    */int tm_isdst;       /* 夏令时                */
};

库宏

下面是头文件 time.h 中定义的宏：

  • NULL：这个宏表示空指针常量的值。在 C 语言中，通常使用 NULL 来表示一个空指针，即指向地址为 0 的指针。
  • CLOCKS_PER_SEC：这个宏表示每秒的处理器时钟个数。在 C 语言中，clock() 函数返回的是处理器时钟运行的周期数，通过将其除以 CLOCKS_PER_SEC，就可以得到程序运行的秒数。

库函数

下面是头文件 time.h 中定义的函数：

  1. asctime()：将结构体 tm 中的时间转换为字符串，并返回一个指向该字符串的指针。
  2. clock()：返回程序执行所花费的处理器时钟数，通常用来度量程序的执行时间。
  3. ctime()：将从 1970 年 1 月 1 日起经过的秒数转换为当地时间，并返回一个表示当地时间的字符串。
  4. difftime()：计算两个时间之间的差异（以秒为单位）。
  5. gmtime()：将从 1970 年 1 月 1 日起经过的秒数转换为协调世界时（UTC）或格林威治标准时间（GMT），并返回一个指向表示时间的结构体的指针。
  6. localtime()：将从 1970 年 1 月 1 日起经过的秒数转换为本地时间，并返回一个指向表示时间的结构体的指针。
  7. mktime()：将一个表示时间的结构体转换为从 1970 年 1 月 1 日起经过的秒数。
  8. strftime()：将一个表示时间的结构体按照指定的格式进行格式化，并将结果存储在一个字符串中。
  9. time()：获取当前时间，并将其编码成 time_t 格式返回。

以下是一个示例代码，演示如何使用 time.h 中的函数来处理日期和时间，

#include <stdio.h>
#include <time.h>int main() {time_t current_time;struct tm *time_info;char time_string[80];// 获取当前时间current_time = time(NULL);// 转换为本地时间time_info = localtime(&current_time);// 格式化时间为字符串strftime(time_string, sizeof(time_string), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", time_info);// 打印当前时间printf("当前时间：%s\n", time_string);return 0;
}

在这个示例代码中，首先包含了 <stdio.h> 和 <time.h> 头文件。然后，在 main() 函数中进行了以下操作：

  1. 声明了一个变量 current_time，用于保存当前时间的时间戳。
  2. 声明了一个指向 struct tm 结构体的指针 time_info，用于保存转换后的本地时间。
  3. 声明了一个字符数组 time_string，用于存储格式化后的时间字符串。
  4. 使用 time(NULL) 函数获取当前时间的时间戳，并将其赋值给 current_time。
  5. 使用 localtime(&current_time) 函数将时间戳转换为本地时间，并将结果保存在 time_info 中。
  6. 使用 strftime() 函数将本地时间格式化为字符串，并将结果存储在 time_string 中。"%Y-%m-%d %H:%M:%S" 是格式化字符串的格式，用于指定输出的时间格式。
  7. 使用 printf() 函数打印当前时间。

<string.h>

简介

C 标准库中的 <string.h> 头文件提供了许多用于处理字符串的函数和宏定义，它们可以帮助开发人员进行字符串操作、内存操作以及一些通用的数组操作。这些函数和宏定义使得在 C 语言中处理字符串和内存操作变得更加便捷和高效。

库变量

下面是头文件 string.h 中定义的变量类型：

序号变量 & 描述
1size_t
这是无符号整数类型，它是 sizeof 关键字的结果。

库宏

下面是头文件 string.h 中定义的宏：

序号宏 & 描述
1

NULL
宏NULL在头文件string.h中被定义为一个空指针常量的值。它通常用于表示指针变量没有指向任何有效对象，也可以用于初始化指针变量。在C语言中，宏NULL的定义如下：

#define NULL ((void *)0)

这里的(void *)表示一个通用的指针类型，0则表示指针的值为空。因此，当我们将一个指针变量初始化为NULL时，表示该指针不指向任何有效的内存地址。

需要注意的是，虽然NULL在头文件string.h中定义，但它实际上是C语言标准库中的定义，在其他头文件中同样可以使用。

库函数

下面是头文件 string.h 中定义的函数：

序号函数 & 描述
1void *memchr(const void *str, int c, size_t n)
在参数 str 所指向的字符串的前 n 个字节中搜索第一次出现字符 c（一个无符号字符）的位置。
2int memcmp(const void *str1, const void *str2, size_t n)
把 str1 和 str2 的前 n 个字节进行比较。
3void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n)
从 src 复制 n 个字符到 dest。
4void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n)
另一个用于从 src 复制 n 个字符到 dest 的函数。
5void *memset(void *str, int c, size_t n)
复制字符 c（一个无符号字符）到参数 str 所指向的字符串的前 n 个字符。
6char *strcat(char *dest, const char *src)
把 src 所指向的字符串追加到 dest 所指向的字符串的结尾。
7char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n)
把 src 所指向的字符串追加到 dest 所指向的字符串的结尾，直到 n 字符长度为止。
8char *strchr(const char *str, int c)
在参数 str 所指向的字符串中搜索第一次出现字符 c（一个无符号字符）的位置。
9int strcmp(const char *str1, const char *str2)
把 str1 所指向的字符串和 str2 所指向的字符串进行比较。
10int strncmp(const char *str1, const char *str2, size_t n)
把 str1 和 str2 进行比较，最多比较前 n 个字节。
11int strcoll(const char *str1, const char *str2)
把 str1 和 str2 进行比较，结果取决于 LC_COLLATE 的位置设置。
12char *strcpy(char *dest, const char *src)
把 src 所指向的字符串复制到 dest。
13char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n)
把 src 所指向的字符串复制到 dest，最多复制 n 个字符。
14size_t strcspn(const char *str1, const char *str2)
检索字符串 str1 开头连续有几个字符都不含字符串 str2 中的字符。
15char *strerror(int errnum)
从内部数组中搜索错误号 errnum，并返回一个指向错误消息字符串的指针。
16size_t strlen(const char *str)
计算字符串 str 的长度，直到空结束字符，但不包括空结束字符。
17char *strpbrk(const char *str1, const char *str2)
检索字符串 str1 中第一个匹配字符串 str2 中字符的字符，不包含空结束字符。也就是说，依次检验字符串 str1 中的字符，当被检验字符在字符串 str2 中也包含时，则停止检验，并返回该字符位置。
18char *strrchr(const char *str, int c)
在参数 str 所指向的字符串中搜索最后一次出现字符 c（一个无符号字符）的位置。
19size_t strspn(const char *str1, const char *str2)
检索字符串 str1 中第一个不在字符串 str2 中出现的字符下标。
20char *strstr(const char *haystack, const char *needle)
在字符串 haystack 中查找第一次出现字符串 needle（不包含空结束字符）的位置。
21char *strtok(char *str, const char *delim)
分解字符串 str 为一组字符串，delim 为分隔符。
22size_t strxfrm(char *dest, const char *src, size_t n)
根据程序当前的区域选项中的 LC_COLLATE 来转换字符串 src 的前 n 个字符，并把它们放置在字符串 dest 中。

以下是一个简单的示例代码，演示了如何使用 string.h 中的一些函数来进行字符串操作：

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char str1[20] = "Hello, ";char str2[20] = "world!";char str3[20];int result;// 使用 strcat 将 str2 追加到 str1 的末尾strcat(str1, str2);printf("strcat: %s\n", str1);// 使用 strncpy 复制 str1 的前 6 个字符到 str3 中strncpy(str3, str1, 6);str3[6] = '\0';  // 需要手动添加字符串结束符printf("strncpy: %s\n", str3);// 使用 strlen 获取字符串长度printf("strlen: %lu\n", strlen(str1));// 使用 strcmp 比较 str1 和 str2 是否相等result = strcmp(str1, str2);if (result == 0) {printf("strcmp: str1 等于 str2\n");} else {printf("strcmp: str1 不等于 str2\n");}// 使用 memset 将 str3 的前 5 个字符设置为 'A'memset(str3, 'A', 5);printf("memset: %s\n", str3);// 使用 memcpy 将 str2 的前 5 个字符复制到 str3 中memcpy(str3, str2, 5);str3[5] = '\0';  // 需要手动添加字符串结束符printf("memcpy: %s\n", str3);// 使用 strchr 在 str1 中查找字符 'o'char* ptr = strchr(str1, 'o');printf("strchr: %s\n", ptr);// 使用 strstr 在 str1 中查找字符串 "world"ptr = strstr(str1, "world");printf("strstr: %s\n", ptr);// 使用 strtok 分割字符串char str4[] = "hello,world,how,are,you";char* token = strtok(str4, ",");while (token != NULL) {printf("strtok: %s\n", token);token = strtok(NULL, ",");}return 0;
}

让我们编译并运行上面的程序，这将产生以下结果：

strcat: Hello, world!
strncpy: Hello,
strlen: 13
strcmp: str1 不等于 str2
memset: AAAAA,
memcpy: world
strchr: o, world!
strstr: world!
strtok: hello
strtok: world
strtok: how
strtok: are
strtok: you

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