C标准库（libc）接口及示例解析

libc（C标准库）是C语言程序的核心运行时库，提供了操作系统底层功能的封装和基础函数。它的“接口”指的是库向开发者暴露的、可直接调用的函数和API。不同操作系统的实现可能不同（如Linux的glibc、macOS的libSystem、Windows的CRT），但核心功能遵循C标准（如C11/C17）。

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常见的libc接口分类及示例

1. 文件操作

• fopen() / fclose()：打开/关闭文件
• fread() / fwrite()：读写文件内容
• fseek()：移动文件指针

2. 内存管理

• malloc() / free()：动态内存分配与释放
• calloc()：分配并初始化内存为0
• realloc()：调整已分配内存大小

3. 字符串处理

• strcpy() / strncpy()：字符串复制
• strlen()：计算字符串长度
• strcmp()：字符串比较

4. 进程控制

• fork()：创建新进程（Linux）
• exec()系列：执行新程序
• exit()：终止进程

5. 时间函数

• time()：获取当前时间戳
• localtime()：转换时间为本地时间结构体
• sleep()：暂停执行（秒级）

6. 输入输出

• printf() / scanf()：格式化输出/输入
• getchar() / putchar()：字符输入/输出

7. 环境变量

• getenv()：获取环境变量值
• setenv()：设置环境变量（POSIX）

8. 数学函数

• sqrt()：平方根
• sin() / cos()：三角函数
• rand()：生成伪随机数

9. 错误处理

• perror()：打印错误描述
• errno全局变量：存储错误代码

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示例代码片段

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>int main() {// 使用malloc分配内存char *buffer = malloc(100);strcpy(buffer, "Hello, libc!");printf("%s\n", buffer);  // 使用printf输出free(buffer);            // 释放内存// 文件操作示例FILE *file = fopen("test.txt", "w");if (file) {fputs("Writing via libc", file);fclose(file);}return 0;
}

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关键点

1. 标准兼容性：C标准库函数遵循ISO C规范（如stdio.h、stdlib.h等头文件）。
2. 系统依赖：部分函数是POSIX扩展（如fork()），不属于C标准但广泛存在于Unix-like系统。
3. 动态链接：程序运行时通过libc.so（Linux）或libc.dylib（macOS）动态链接这些接口。

如果需要具体函数的文档，可以通过 man 3 <函数名>（Linux/macOS）或查阅在线手册（如cppreference.com）。