C语言笔记 14_标准库&assert&ctype&errno&float&limits

C 标准库

<assert.h>

简介

C 标准库的 assert.h头文件提供了一个名为 assert 的宏，它可用于验证程序做出的假设，并在假设为假时输出诊断消息。

已定义的宏 assert 指向另一个宏 NDEBUG，宏 NDEBUG 不是 <assert.h> 的一部分。如果已在引用 <assert.h> 的源文件中定义 NDEBUG 为宏名称，则 assert 宏的定义如下：

#define assert(ignore) ((void)0)

库宏

下面列出了头文件 assert.h 中定义的唯一的函数：

序号	函数 & 描述
1	void assert(int expression) 这实际上是一个宏，不是一个函数，可用于在 C 程序中添加诊断。

assert()

描述

C 库宏 void assert(int expression) 允许诊断信息被写入到标准错误文件中。换句话说，它可用于在 C 程序中添加诊断。

声明

下面是 assert() 宏的声明。

void assert(int expression);

参数

• expression -- 这可以是一个变量或任何 C 表达式。如果 expression 为 TRUE，assert() 不执行任何动作。如果 expression 为 FALSE，assert() 会在标准错误 stderr 上显示错误消息，并中止程序执行。

返回值

这个宏不返回任何值。

实例

下面的实例演示了 assert() 宏的用法。

#include <assert.h>
#include <stdio.h>
 
int main()
{
   int a;
   char str[50];
     
   printf("请输入一个整数值： ");
   scanf("%d", &a);
   assert(a >= 10);
   printf("输入的整数是： %d\n", a);
    
   printf("请输入字符串： ");
   scanf("%s", str);
   assert(str != NULL);
   printf("输入的字符串是： %s\n", str);
    
   return(0);
}

让我们在交互模式下编译并运行上面的程序，如下所示：

请输入一个整数值： 11
输入的整数是： 11
请输入字符串： runoob
输入的字符串是： runoob

<ctype.h>

简介

C 标准库的 ctype.h 头文件提供了一些函数，可用于测试和映射字符。

这些函数接受 int 作为参数，它的值必须是 EOF 或表示为一个无符号字符。

如果参数 c 满足描述的条件，则这些函数返回非零（true）。如果参数 c 不满足描述的条件，则这些函数返回零。

库函数

下面列出了头文件 ctype.h 中定义的函数：

序号	函数 & 描述
1	int isalnum(int c) 检查所传的字符是否是字母和数字。
2	int isalpha(int c) 检查所传的字符是否是字母。
3	int iscntrl(int c) 检查所传的字符是否是控制字符。
4	int isdigit(int c) 检查所传的字符是否是十进制数字。
5	int isgraph(int c) 检查所传的字符是否有图形表示法。
6	int islower(int c) 检查所传的字符是否是小写字母。
7	int isprint(int c) 检查所传的字符是否是可打印的。
8	int ispunct(int c) 检查所传的字符是否是标点符号字符。
9	int isspace(int c) 检查所传的字符是否是空白字符。
10	int isupper(int c) 检查所传的字符是否是大写字母。
11	int isxdigit(int c) 检查所传的字符是否是十六进制数字。

标准库还包含了两个转换函数，它们接受并返回一个 "int"

序号	函数 & 描述
1	int tolower(int c) 把大写字母转换为小写字母。
2	int toupper(int c) 把小写字母转换为大写字母。

字符类

序号	字符类 & 描述
1	数字 完整的数字集合
2	十六进制数字 集合
3	小写字母 集合
4	大写字母 集合
5	字母 小写字母和大写字母的集合
6	字母数字字符 数字、小写字母和大写字母的集合
7	标点符号字符 集合 ! " # $ % & ' ( ) * + , - . / : ; < = > ? @ [ \ ] ^ _ ` { | } ~
8	图形字符 字母数字字符和标点符号字符的集合
9	空格字符 制表符、换行符、垂直制表符、换页符、回车符、空格符的集合。
10	可打印字符 字母数字字符、标点符号字符和空格字符的集合。
11	控制字符 在 ASCII 编码中，这些字符的八进制代码是从 000 到 037，以及 177（DEL）。
12	空白字符 包括空格符和制表符。
13	字母字符 小写字母和大写字母的集合。

<errno.h>

简介

C 标准库的 errno.h 头文件定义了整数变量 errno，它是通过系统调用设置的，在错误事件中的某些库函数表明了什么发生了错误。该宏扩展为类型为 int 的可更改的左值，因此它可以被一个程序读取和修改。

在程序启动时，errno 设置为零，C 标准库中的特定函数修改它的值为一些非零值以表示某些类型的错误。您也可以在适当的时候修改它的值或重置为零。

errno.h 头文件定义了一系列表示不同错误代码的宏，这些宏应扩展为类型为 int 的整数常量表达式。

库宏

下面列出了头文件 errno.h 中定义的宏：

序号	宏 & 描述
1	extern int errno 这是通过系统调用设置的宏，在错误事件中的某些库函数表明了什么发生了错误。
2	EDOM Domain Error 这个宏表示一个域错误，它在输入参数超出数学函数定义的域时发生，errno 被设置为 EDOM。
3	ERANGE Range Error 这个宏表示一个范围错误，它在输入参数超出数学函数定义的范围时发生，errno 被设置为 ERANGE。

<float.h>

简介

C 标准库的 float.h 头文件包含了一组与浮点值相关的依赖于平台的常量。这些常量是由 ANSI C 提出的，这让程序更具有可移植性。在讲解这些常量之前，最好先弄清楚浮点数是由下面四个元素组成的：

组件	组件描述
S	符号 ( +/- )
b	指数表示的基数，2 表示二进制，10 表示十进制，16 表示十六进制，等等...
e	指数，一个介于最小值 emin 和最大值 emax 之间的整数。
p	精度，基数 b 的有效位数

基于以上 4 个组成部分，一个浮点数的值如下：

floating-point = ( S ) p x b^e

或

floating-point = (+/-) precision x base^exponent

库宏

下面的值是特定实现的，且是通过 #define 指令来定义的，这些值都不得低于下边所给出的值。请注意，所有的实例 FLT 是指类型 float，DBL 是指类型 double，LDBL 是指类型 long double。

宏	描述
FLT_ROUNDS	定义浮点加法的舍入模式，它可以是下列任何一个值： -1 - 无法确定 0 - 趋向于零 1 - 去最近的值 2 - 趋向于正无穷 3 - 趋向于负无穷
FLT_RADIX 2	这个宏定义了指数表示的基数。 基数 2 表示二进制， 基数 10 表示十进制， 基数 16 表示十六进制。
FLT_MANT_DIG DBL_MANT_DIG LDBL_MANT_DIG	这些宏定义了 FLT_RADIX 基数中的位数。
FLT_DIG 6 DBL_DIG 10 LDBL_DIG 10	这些宏定义了舍入后不会改变表示的十进制数字的最大值（基数 10）。
FLT_MIN_EXP DBL_MIN_EXP LDBL_MIN_EXP	这些宏定义了基数为 FLT_RADIX 时的指数的最小负整数值。
FLT_MIN_10_EXP -37 DBL_MIN_10_EXP -37 LDBL_MIN_10_EXP -37	这些宏定义了基数为 10 时的指数的最小负整数值。
FLT_MAX_EXP DBL_MAX_EXP LDBL_MAX_EXP	这些宏定义了基数为 FLT_RADIX 时的指数的最大整数值。
FLT_MAX_10_EXP +37 DBL_MAX_10_EXP +37 LDBL_MAX_10_EXP +37	这些宏定义了基数为 10 时的指数的最大整数值。
FLT_MAX 1E+37 DBL_MAX 1E+37 LDBL_MAX 1E+37	这些宏定义最大的有限浮点值。
FLT_EPSILON 1E-5 DBL_EPSILON 1E-9 LDBL_EPSILON 1E-9	这些宏定义了可表示的最小有效数字。
FLT_MIN 1E-37 DBL_MIN 1E-37 LDBL_MIN 1E-37	这些宏定义了最小的浮点值。

下面的实例演示了 float.h 文件中定义的一些常量的使用。

#include <stdio.h>
#include <float.h>

int main()
{
   printf("浮点的最大值 = %.10e\n", FLT_MAX);
   printf("浮点数最小值 = %.10e\n", FLT_MIN);

   printf("数字的位数 = %.10e\n", FLT_MANT_DIG);
}

让我们编译和运行上面的程序，这将产生下列结果：

浮点的最大值 = 3.4028234664e+38
浮点数最小值 = 1.1754943508e-38
数字的位数 = 7.2996655210e-312

<limits.h>

简介

limits.h 头文件决定了各种变量类型的各种属性。定义在该头文件中的宏限制了各种变量类型（比如 char、int 和 long）的值。

这些限制指定了变量不能存储任何超出这些限制的值，例如一个无符号可以存储的最大值是 255。

库宏

下面的值是特定实现的，且是通过 #define 指令来定义的，这些值都不得低于下边所给出的值。

宏	值	描述
CHAR_BIT	8	定义一个字节的比特数。
SCHAR_MIN	-128	定义一个有符号字符的最小值。
SCHAR_MAX	127	定义一个有符号字符的最大值。
UCHAR_MAX	255	定义一个无符号字符的最大值。
CHAR_MIN	0	定义类型 char 的最小值，如果 char 表示负值，则它的值等于 SCHAR_MIN，否则等于 0。
CHAR_MAX	127	定义类型 char 的最大值，如果 char 表示负值，则它的值等于 SCHAR_MAX，否则等于 UCHAR_MAX。
MB_LEN_MAX	1	定义多字节字符中的最大字节数。
SHRT_MIN	-32768	定义一个短整型的最小值。
SHRT_MAX	+32767	定义一个短整型的最大值。
USHRT_MAX	65535	定义一个无符号短整型的最大值。
INT_MIN	-32768	定义一个整型的最小值。
INT_MAX	+32767	定义一个整型的最大值。
UINT_MAX	65535	定义一个无符号整型的最大值。
LONG_MIN	-2147483648	定义一个长整型的最小值。
LONG_MAX	+2147483647	定义一个长整型的最大值。
ULONG_MAX	4294967295	定义一个无符号长整型的最大值。

下面的实例演示了 limit.h 文件中定义的一些常量的使用。

#include <stdio.h>
#include <limits.h>

int main()
{

   printf("The number of bits in a byte %d\n", CHAR_BIT);

   printf("The minimum value of SIGNED CHAR = %d\n", SCHAR_MIN);
   printf("The maximum value of SIGNED CHAR = %d\n", SCHAR_MAX);
   printf("The maximum value of UNSIGNED CHAR = %d\n", UCHAR_MAX);

   printf("The minimum value of SHORT INT = %d\n", SHRT_MIN);
   printf("The maximum value of SHORT INT = %d\n", SHRT_MAX); 

   printf("The minimum value of INT = %d\n", INT_MIN);
   printf("The maximum value of INT = %d\n", INT_MAX);

   printf("The minimum value of CHAR = %d\n", CHAR_MIN);
   printf("The maximum value of CHAR = %d\n", CHAR_MAX);

   printf("The minimum value of LONG = %ld\n", LONG_MIN);
   printf("The maximum value of LONG = %ld\n", LONG_MAX);
  
   return(0);
}

这将产生下列结果：

The number of bits in a byte 8
The minimum value of SIGNED CHAR = -128
The maximum value of SIGNED CHAR = 127
The maximum value of UNSIGNED CHAR = 255
The minimum value of SHORT INT = -32768
The maximum value of SHORT INT = 32767
The minimum value of INT = -32768
The maximum value of INT = 32767
The minimum value of CHAR = -128
The maximum value of CHAR = 127
The minimum value of LONG = -2147483648
The maximum value of LONG = 2147483647

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参考自：https://www.runoob.com/cprogramming/c-tutorial.html