Linux C常用函数有哪些？新手如何快速掌握与实战应用？

Linux C常用函数

Linux C编程中，标准库提供了丰富的函数，涵盖了文件操作、内存管理、字符串处理、进程控制等多个领域，掌握这些常用函数能够显著提升开发效率，本文将分类介绍Linux C编程中常用的函数，包括其功能、参数及使用示例。

标准输入输出函数

标准输入输出函数是C语言中最基础的函数,主要用于数据的输入和输出操作。

1. printf

   • 功能：格式化输出数据到标准输出（通常是终端）。
   • 原型：int printf(const char *format, ...);
   • 示例：printf("Hello, %s!\n", "World");

2. scanf

   • 功能：从标准输入读取数据并按格式化存储到变量中。
   • 原型：int scanf(const char *format, ...);
   • 示例：int age; scanf("%d", &age);

3. fopen/fclose

   • 功能：打开和关闭文件。
   • 原型：FILE *fopen(const char *path, const char *mode); / int fclose(FILE *stream);
   • 示例：FILE *fp = fopen("test.txt", "r"); if (fp) fclose(fp);

4. fread/fwrite

   • 功能：从文件读取或向文件写入数据块。
   • 原型：size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream); / size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);

字符串处理函数

字符串处理是C编程中的常见任务,标准库提供了多种函数来操作字符串。

1. strcpy/strncpy

   • 功能：复制字符串，strncpy可指定最大复制长度。
   • 原型：char *strcpy(char *dest, const char *src); / char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n);

2. strlen

   • 功能：计算字符串长度（不包括终止符\0）。
   • 原型：size_t strlen(const char *s);

3. strcmp/strncmp

   • 功能：比较字符串，strncmp可指定比较长度。
   • 原型：int strcmp(const char *s1, const char *s2); / int strncmp(const char *s1, const char *s2, size_t n);

4. strcat/strncat

   • 功能：连接字符串，strncat可指定最大连接长度。
   • 原型：char *strcat(char *dest, const char *src); / char *strncat(char *dest, const char *src, size_t n);

内存管理函数

动态内存管理是C语言的核心功能之一,以下函数用于分配和释放内存。

1. malloc/calloc

   • 功能：malloc分配指定字节的内存，calloc分配并初始化为0。
   • 原型：void *malloc(size_t size); / void *calloc(size_t nmemb, size_t size);
   • 示例：int *arr = (int *)malloc(10 * sizeof(int));

2. realloc

   • 功能：调整已分配内存的大小。
   • 原型：void *realloc(void *ptr, size_t size);

3. free

   • 功能：释放动态分配的内存。
   • 原型：void free(void *ptr);

文件操作函数

除了基本的fopen/fclose，Linux还提供了更多文件操作函数。

1. open/close

   • 功能：低级文件操作，直接通过文件描述符访问文件。
   • 原型：int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode); / int close(int fd);

2. read/write

   • 功能：从文件描述符读取或写入数据。
   • 原型：ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); / ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

3. lseek

   • 功能：移动文件指针。
   • 原型：off_t lseek(int fd, off_t offset, int whence);

进程控制函数

Linux是多任务操作系统,进程控制函数用于管理进程。

1. fork

   • 功能：创建子进程。
   • 原型：pid_t fork(void);

2. exec系列

   • 功能：替换进程映像，如execl、execv等。
   • 原型：int execl(const char *path, const char *arg, ...);

3. wait/waitpid

   

   • 功能：等待子进程结束。
   • 原型：pid_t wait(int *status); / pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

时间与日期函数

时间处理函数在定时任务、日志记录等场景中常用。

1. time

   • 功能：获取当前时间（秒数）。
   • 原型：time_t time(time_t *t);

2. localtime

   • 功能：将时间戳转换为本地时间结构。
   • 原型：struct tm *localtime(const time_t *timer);

3. strftime

   • 功能：格式化时间字符串。
   • 原型：size_t strftime(char *s, size_t max, const char *format, const struct tm *tm);

错误处理函数

错误处理函数用于获取和报告错误信息。

1. perror

   • 功能：打印错误信息到标准错误输出。
   • 原型：void perror(const char *s);

2. strerror

   • 功能：将错误码转换为错误字符串。
   • 原型：char *strerror(int errnum);

常用函数总结

以下是部分常用函数的快速参考表：

注意事项

1. 内存泄漏：动态分配的内存必须通过free释放，避免内存泄漏。
2. 缓冲区溢出：使用字符串函数时需确保目标缓冲区足够大。
3. 文件描述符：使用open后需检查返回值，避免无效描述符操作。

Linux C常用函数是程序开发的基石，熟练掌握这些函数能够高效解决实际问题，通过分类学习和实践，逐步提升编程能力。