C语言库函数如何编写？

Posted 2023-03-22

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了C语言库函数如何编写？相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

比如说printf,sqrt,这些如何编写，不依赖头文件的话、、

/***
*printf.c - print formatted
*
* Copyright (c) 1985-1997, Microsoft Corporation. All rights reserved.
*
*Purpose:
* defines printf() - print formatted data
*
*******************************************************************************/

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

/***
*int printf(format, ...) - print formatted data
*
*Purpose:
* Prints formatted data on stdout using the format string to
* format data and getting as many arguments as called for
* Uses temporary buffering to improve efficiency.
* _output does the real work here
*
*Entry:
* char *format - format string to control data format/number of arguments
* followed by list of arguments, number and type controlled by
* format string
*
*Exit:
* returns number of characters printed
*
*Exceptions:
*
*******************************************************************************/

int __cdecl printf (
const char *format,
...
)
/*
* stdout ''PRINT'', ''F''ormatted
*/

va_list arglist;
int buffing;
int retval;

va_start(arglist, format);

_ASSERTE(format != NULL);//断言宏。如果输出格式字符串指针为空，则在DEBUG版下断言，报告错误。

_lock_str2(1, stdout);

buffing = _stbuf(stdout);//stdout:指定输出到屏幕

retval = _output(stdout,format,arglist);

_ftbuf(buffing, stdout);

_unlock_str2(1, stdout);

return(retval);

以上为printf()的源代码
1、从含有可选参数函数中获得可选参数，以及操作这些参数
typedef char *va_list;
void va_start( va_list arg_ptr, prev_param );
type va_arg( va_list arg_ptr, type );
void va_end( va_list arg_ptr );
假定函数含有一个必选参数和多个可选参数，必选参数声明为普通数据类型，且能通过参数名来获得该变量的值。可选参数通过宏va_start、va_arg和va_end（定义在stdarg.h或varargs.h中）来进行操作，即通过设置指向第一个可选参数指针、返回当前参数、在返回参数后重新设置指针来操作所有的可选参数。
va_start:为获取可变数目参数的函数的参数提供一种便捷手段。设置arg_ptr为指向传给函数参数列表中的第一个可选参数的指针，且该参数必须是va_list类型。prev_param是在参数列表中第一个可选参数前的必选参数。
va_arg：返回由arg_ptr所指向的参数的值，且自增指向下一个参数的地址。type为当前参数的类型，用来计算该参数的长度，确定下一个参数的起始位置。它可以在函数中应用多次，直到得到函数的所有参数为止，但必须在宏va_start后面调用。
va_end:在获取所有的参数后，设置指针arg_ptr为NULL。
下面举例说明：
#include
#include
int average( int first, ... );
void main( void )

/* Call with 3 integers (-1 is used as terminator). */
printf( "Average is: %d\n", average( 2, 3, 4, -1 ) );

/* Call with 4 integers. */
printf( "Average is: %d\n", average( 5, 7, 9, 11, -1 ) );

/* Call with just -1 terminator. */
printf( "Average is: %d\n", average( -1 ) );

int average( int first, ... )

int count = 0, sum = 0, i = first;
va_list marker;

va_start( marker, first ); /* Initialize variable arguments. */
while( i != -1 )

sum += i;
count++;
i = va_arg( marker, int);

va_end( marker ); /* Reset variable arguments. */
return( sum ? (sum / count) : 0 );

返回值为：
Average is: 3
Average is: 8
Average is: 0
综上所述，在printf()函数中，可以只输出一个字符串，也可按照一定的形式输出含有多个可选参数的字符串信息。因此，首先就要通过这些宏来获取所有的可选参数。在上面的源码可以看出printf()中，只使用了宏at_start,将可选参数的首地址赋给了arglist。
2、锁定字符串及输出字符串到屏幕
#define _lock_str2(i,s) _lock_file2(i,s)
void __cdecl _lock_file2(int, void *);
#define _unlock_str2(i,s) _unlock_file2(i,s)
void __cdecl _unlock_file2(int, void *);
int __cdecl _stbuf(FILE *);
void __cdecl _ftbuf(int, FILE *);
int __cdecl _output(FILE *, const char *, va_list);
在output函数中，读取格式字符串中的每一个字符，然后对其进行处理，处理方式根据每一个字符所代表的意义来进行，如：普通字符直接利用函数WRITE_CHAR(ch, &charsout);输出到控制台。
其中的主要部分是对转换说明符（d,c,s,f）的处理，现在将对其中的部分代码进行详细说明，这里只说明最基本的转换说明符，对这些须基本的转换说明符进行修饰的修饰符，程序中单独进行处理。下面是函数output()(output.c)部分源代码：
case ST_TYPE:
//表示当前处理的字符的类型为转换说明符。
...
switch (ch)
//下面对参数的获取都是利用宏va_arg( va_list arg_ptr, type );来进行的。
case ''c'':
//从参数表中获取单个字符，输出到缓冲字符串中，此时，type=int
buffer[0] = (char) get_int_arg(&argptr); /* get char to print */
text = buffer;
textlen = 1; /* print just a single character */

break;

case ''s'':
//从参数表中获取字符串，输出到缓冲字符串中，此时，type=char*
int i;
char *p; /* temps */
text = get_ptr_arg(&argptr);
...

break;

case ''w'':
//对宽字符进行处理
...
/* case ''w'' */
break;
...
case ''e'':
case ''f'':
case ''g'':
//对浮点数进行操作
...
#if !LONGDOUBLE_IS_DOUBLE
/* do the conversion */
if (flags & FL_LONGDOUBLE)
_cldcvt((LONGDOUBLE*)argptr, text, ch, precision, capexp);
va_arg(argptr, LONGDOUBLE);
//对长双精度型进行处理，此时，type=long double

else
#endif /* !LONGDOUBLE_IS_DOUBLE */

//对双精度型进行处理，此时，type=double
_cfltcvt((DOUBLE*)argptr, text, ch, precision, capexp);
va_arg(argptr, DOUBLE);

...
break;
//对整型变量处理
case ''d'':
case ''i'':
...
goto COMMON_INT;

case ''u'':
radix = 10;
goto COMMON_INT;

case ''p'':
...
goto COMMON_INT;

case ''o'':
...

注：对于浮点型double和long double，有相应的转换说明符（%f表示双精度型，%lf表示长双精度型），而float却没有。其中的原因是，在K&RC下，float值用于表达式或用作参数前，会自动转换成double类型。而ANSI C一般不会自动把float转换成double。有些程序已假定其中的float参数会被转换成double,为了保护大量这样的程序，所有printf()函数的float参数还是被自动转换成double型。因此，在K&RC或ANSI C下，都无需用特定的转换说明符来显示float型。
综上所述，转换说明符必须与待打印字符的类型。通常，用户有种选择。例如，如要打印一个int类型的值。则只可以使用%d,%x或%o。所有这些说明符都表示要打印一个int类型的值；它们只不过提供了一个数值的几种不同表示。类似一，可以用%f、%g和%e来表示double类型的值。但如果转换说明与类型不匹配，将会出现意想不到的结果。为什么呢？问题就在于C向函数传递信息的方式。
这个失败的根本细节与具体实现相关。它决定了系统中的参数以何方式传递。函数调用如下：
float n1;
double n2;
long n3;
long n4;
...
printf("%ld,%ld,%ld,%ld",n1,n2,n3,n4);
这个调用告诉计算机，要把变量n1,n2,n3和n4的值交给计算机，它把这些变量放进称作栈（stack）的内存区域中，来完成这一任务。计算机把这些值放进栈中，其根据是变量的类型而不是转换说明符，比如n1,把8个字节放入栈中（float被转换成double），类似地，为n2放了8字节，其后给n3和n4各放了4个字节。接着，控制的对象转移到printf()；此函数从栈中读数，不过在这一过程中，它是在转换说明符的指导下，读取数值的。说明符%ld指定printf()应读4个字节(va_arg( va_list arg_ptr, type )中type=long)，因此printf()读入栈中的4个字节，作为它的第一个值。但是这只是n1的前半部分，这个值被看成一个long整数。下一个说明符%ld读入4个字节，这正是n1的后半部分，这个值被看成第二个long整数。类似地，第三、第四次又读入n2的前后两部分。因此，尽管我们对n3和n4使用了正确的说明符，printf()仍然会产生错误。参考技术A 自己可以编写一个头文件的，而且编写好之后放到编译器安装目录下的include目录里面，在以后编写程序的时候就可以#include <filename.h>了。比如编写一个头文件：
color.h:

#include <Windows.h>
void SetColor (size_t num)

HANDLE Consolehwnd;
Consolehwnd = GetStdHandle (STD_OUTPUT_HANDLE);
SetConsoleTextAttribute (Consolehwnd, num);

在以后的程序中#inlcude <color.h>是可以的。但是注意只能在自己的编译器中运行哦。

C语言初阶笔记C语言主体———函数

编写一个函数找出两个数的最大值（传值调用）：

本人还是编程小白，正在努力变强中！文章仅供参考，如有问题，敬请指教。

1.函数的定义

数学中我们常见到函数的概念。但是你了解C语言中的函数吗？维基百科中对函数的定义：子程序，在计算机科学中，子程序（英语：Subroutine, procedure, function, routine, method, subprogram, callable unit），是一个大型程序中的某部分代码，由一个或多个语句块组成。它负责完成某项特定任务，而且相较于其他代码，具备相对的独立性。

一般会有输入参数并有返回值，提供对过程的封装和细节的隐藏。这些代码通常被集成为软件库。

2.函数的分类

库函数

为什么有库函数？

（1）我们知道在我们学习C语言编程的时候，总是在一个代码编写完成之后迫不及待的想知道结果，想把这个结果打印到我们的屏幕上看看。这个时候我们会频繁的使用一个功能：将信息按照一定的格式打印到屏幕上（printf）。

（2）在编程的过程中我们会频繁的做一些字符串的拷贝工作（strcpy）。

（3）在编程是我们也计算，总是会计算n的k次方这样的运算（pow）。

像上面我们描述的基础功能，它们不是业务性的代码。我们在开发的过程中每个程序员都可能用的到，为了支持可移植性和提高程序的效率，所以C语言的基础库中提供了一系列类似的库函数，方便程序员进行软件开发。

那么如何学习库函数呢？

这里给大家推荐一个网站：http://www.cplusplus.com

在搜索中输入c library 即可找到库函数以及包括的头文件。

常见的库函数：

IO函数（输入输出函数：printf，scanf,getchar,putchar）
字符串操作函数(字符串比较函数strcmp,求子符串长度函数strlen，字符串复制函数strcpy,字符串连接函数strcat,)
字符操作函数（大写转小写函数strlwr,小写转大写函数strupr）
内存操作函数(内存拷贝函数memcpy,初始化指定内存空间函数memset,比较两个内存空间的字符函数memcmp)
时间/日期函数 (time)
数学函数(求整数x的绝对值 abs,求浮点数x的绝对值 fabs,计算x的y次幂 pow,计算x的平方根 sqrt,)
其他库函数

但是库函数必须知道的一个秘密就是：使用库函数必须包含 #include 对应的头文件。

如何学会使用库函数？

需要学会查询工具的使用： MSDN（这个工具在我博客第一篇已经分享了哦）。

自学函数网站：http://www.cplusplus.com，https://en.cppreference.com（英文看不懂可以用网页自带翻译，这里建议大家用chrome浏览器，比较稳定）。

这里给大家简单介绍两个函数的使用：

strcpy函数

代码实现将一个数组的内容复制到另一个数组中：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()

	char arr1[20] =  0 ;
	char arr2[] = "hello";
	strcpy(arr1, arr2); //将字符数组2的内容复制到字符数组1中，'\\0'也会被拷贝

	printf("%s", arr1);

memset函数

大家可以先看看c plusplus对memset的介绍：

代码实现：将hello变为xxxxx

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()

	char arr[] = "hello";
	memset(arr, 'x', 5);  //第一个参数指源数组，第二个参数指要赋值的内容，第三个参数指要赋值的 
                            容的个数
	printf("%s", arr);
	return 0;

自定义函数

如果库函数能干所有的事情，那还要程序员干什么？所有更加重要的是自定义函数。自定义函数和库函数一样，有函数名，返回值类型和函数参数。但是不一样的是这些都是我们自己来设计。这给程序员一个很大的发挥空间

（1）自定义函数的组成

ret_type fun_name(para1, * )

 statement;//语句项

//ret_type 返回类型
//fun_name 函数名
//para1    函数参数

下面举两个例子：

编写一个函数找出两个数的最大值（传值调用）：

#include<stdio.h>
int get_max(int x, int y)

	
	return x > y ? x : y;  //条件成立返回x,否则返回y；

int main()

	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf_s("%d%d", &a, &b);
	int max = get_max(a, b);  //函数的命名尽量贴合实际
	printf("max=%d", max);

编写一个函数交换两个整数（传址调用）：

#include<stdio.h>
void Swap(int* pa, int* pb)  //int* pa,int* pb为指针，用来接收地址

	int z = 0;
	z = *pa;   //*pa为解引用操作符，*pa就是a的值
	*pa = *pb;
	*pb = z;

int main()

	int a = 0;
	int b = 0;
	scanf_s("%d%d", &a, &b);
	printf("交换前：a=%d,b=%d\\n", a, b);
	Swap(&a, &b);  //要使函数内部操作函数外部并改变他的值就要访问地址，这里叫传址调用；
	printf("交换后，a=%d,b=%d\\n", a, b);
	return 0;

（2）函数的参数

实际参数（实参）：

真实传给函数的参数，叫实参。实参可以是：常量、变量、表达式、函数等。无论实参是何种类型的量，在进行函数调用时，它们都必须有确定的值，以便把这些值传送给形参。

形式参数（形参）：

形式参数是指函数名后括号中的变量，因为形式参数只有在函数被调用的过程中才实例化（分配内存单元），所以叫形式参数。形式参数当函数调用完成之后就自动销毁了。因此形式参数只在函数中有效。

所以上面Swap函数中的参数 *pa，*pb 是形式参数。在main函数中传给Swap的&a,&b是实际参数。

这里可以看到Swap函数在调用的时候，pa，pb拥有自己的空间，同时拥有了和实参一模一样的内容。所以我们可以简单的认为：形参实例化之后其实相当于实参的一份临时拷贝。

（3）函数的调用

传值调用

函数的形参和实参分别占有不同内存块，对形参的修改不会影响实参。

传址调用

传址调用是把函数外部创建变量的内存地址传递给函数参数的一种调用函数的方式。

这种传参方式可以让函数和函数外边的变量建立起正真的联系，也就是函数内部可以直接操作函数外部的变量。

（4）函数的嵌套调用和链式访问

函数和函数之间可以有机的组合的。

嵌套调用

#include <stdio.h>
void new_line()

 printf("hehe\\n");

void three_line()

    int i = 0;
 for(i=0; i<3; i++)
   
        new_line();  //调用enw_line
   

int main()

 three_line();   //调用three_line
 return 0;

链式访问

eg1:

//没有链式访问
int len=strlen("abc");
printf("%d",len);

//链式访问
printf("%d",strlen("abc");  //strlen的值作为printf返回值的参数

eg2:

//没有链式访问
char arr[20]=0;
char arr2[20]="bit";
strcpy(arr1,arr2);
printf("%s",arr1);

//有链式访问
printf("%s",strcpy(arr1,arr2);

eg3;

经典链式访问题

从这道题说明printf的返回值为他在屏幕上打印字符或数字的个数。

(4)函数的声明和定义

函数的声明

告诉编译器有一个函数叫什么，参数是什么，返回类型是什么。但是具体是不是存在，无关紧要。

函数的声明一般出现在函数的使用之前。要满足先声明后使用。

函数的声明一般要放在头文件中的。

//声明一个加法函数
int Add(int x, int y);

函数的定义

函数的定义是指函数的具体实现，交待函数的功能实现。

//函数Add的功能
int Add(int x, int y)

 return x+y;

（5）函数的递归

什么是递归？

程序调用自身的编程技巧称为递归（ recursion）。递归做为一种算法在程序设计语言中广泛应用。一个过程或函数在其定义或说明中有直接或间接调用自身的一种方法，它通常把一个大型复杂的问题层层转化为一个与原问题相似的规模较小的问题来求解，递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，大大地减少了程序的代码量。 递归的主要思考方式在于：把大事化小。

递归的两个必要条件

存在限制条件，当满足这个限制条件的时候，递归便不再继续。

每次递归调用之后越来越接近这个限制条件

（6）递归与迭代

并不是所有的问题都能用函数递归解决，比如求第n个斐波那契数，如果用递归解法则特别耗费时间，所以就要用到非递归的解法，即迭代法，就是使用循环语句。
许多问题是以递归的形式进行解释的，这只是因为它比非递归的形式更为清晰。
但是这些问题的迭代实现往往比递归实现效率更高，虽然代码的可读性稍微差些。
当一个问题相当复杂，难以用迭代实现时，此时递归实现的简洁性便可以补偿它所带来的运行时开销。
关于函数的一些知识就介绍到这里，如果有哪些错误，还请大家指出来，我定会立马改正。谢谢大家的阅读!!

以上是关于C语言库函数如何编写？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章