linux下的c語言系統函式呼叫
目錄
4.linux下的系統函式的使用 c語言
4.1數學函式的使用
pow(x,y) //x的y次方
exp(x) //e的x次方
log(x) //lnx
log10(x) //lg(x)
以上返回值引數全double
1pow函式
#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main(){
double answer,x,y;
scanf("%lf %lf",&x,&y);
answer=pow(x,y);
printf("%lf的%lf次方等於%lf\n",x,y,answer);
return 0;
}
2.exp函式
#include<stdio.h> #include<math.h> int main(){ double answer,x; scanf("%lf",&x); answer=exp(x); printf("e的%lf次方等於%lf\n",x,answer); return 0; }
3.log函式
#include<stdio.h>
#include<math.h>
int main(){
double answer1,answer2,x,y;
scanf("%lf %lf",&x,&y);
answer1=log(x);//2.718281828
answer2=log10(y);//10
printf("log(%lf)=%lf\n",x,answer1);
printf("log10(%lf)=%lf\n",y,answer2);
return 0;
}
sqrt(x) 求平方根
函式都在math.h 裡編譯時加上-lm c++編譯則不用
4.rand()隨機數函式
先設定隨機數種子 否則每次產生的隨機數一樣
srand(time(0));標頭檔案 #include<stdlib.h>
int rand(void); //0~2147483674(0~RAND_MAX) 之間的隨機數
模板1：
rand()/(RAND_MAX+1.0) 產生:[0,1)
int(10.0×rand()/(RAND_MAX+1.0)) 產生[0,10)
1+int(10.0×rand()/(RAND_MAX+1.0)) 產生[1,10]模板2：
rand()%(N+1) 產生[0,N]
M+rand()%(N+1) 產生[M,M+N]
4.1.產生10個1到10的隨機數
#include<stdio.h>
#include "stdlib.h"
int main(){
int i,j;
srand((int)time(0));
for(i=0;i<10;i++){
j=1+(int)(10.0*rand()/(RAND_MAX+1.0));
printf(" %d ",j);
}
printf("\n");
return 0;
}
4.2產生20個[100,1000]的隨機數
#include <stdlib.h>
#include "stdio.h"
int main(){
int i,j;
srand((int)time(0));
for(i=0;i<20;i++){
j=100+rand()%901;
printf(" %d ",j);
if(i==9) printf("\n");
}
printf("\n");
}
4.2字元函式的使用
| 函式名 | 功能 |
| isalnum | 是否為英文字母或數字 |
| isalpha | 是否為英文字母 |
| isascii | 是否為ascii碼字元 |
| isdigit | 是否為阿拉伯數字 |
| islower | 是否為小寫英文字母 |
| isprint | 是否為可列印字元 |
| isspace | 是否為空格 |
| ispunct | 是否為標點符號或特殊符號 |
| isupper | 是否為大寫英文字母 |
| isxdigit | 是否為16進位制數字 |
| 標頭檔案 | #include<ctype.h> |
#include<stdio.h>
#include <ctype.h>
int main(){
char c;
while(scanf("%c",&c)==1){
if(isalnum(c)) printf("%c是英文字母或數字\n",c);
if(isalpha(c)) printf("%c是英文字母\n",c);
if(isascii(c)) printf("%c是ascii碼字元\n",c);
if(iscntrl(c)) printf("%c是ascii碼控制字元\n",c);
if(isdigit(c)) printf("%c是數字\n",c);
if(islower(c)) printf("%c是小寫字母\n",c);
if(isupper(c)) printf("%c是大寫字母\n",c);
if(isprint(c)) printf("%c是可列印字元\n",c);
if(isspace(c)) printf("%c是空格\n",c);
if(isxdigit(c)) printf("%c是16進位制數字\n",c);
getchar();
}
return 0;
}
4.3系統時間與日期函式的使用
系統時間
| 函式名 | 功能 |
| asctime | 將時間和日期以字串格式表示 |
| ctime | 將時間和日期以字串格式表示 |
| gettimeofday | 取得當前時間 |
| gmtime | 把時間和日期轉換為格林尼治(GMT)時間(世界時) |
| localtime | 取得目前當地的時間和日期，並轉換為現在的時間日期表示方法 |
| mktime | 將時間結構資料轉換成經過的秒數 |
| settimeofday | 設定當前時間 |
| time | 取得系統當前的時間 |
//系統結構體
struct tm{
int tm_sec; //秒
int tm_min; //分
int tm_hour; //時
int tm_mday; //當前月日數
int tm_mon; //月 0~11
int tm_year; //1900至今的年數 1900+p->tm_year得到今年年份
int tm_wday; //一星期的日數 0~6
int tm_yday; //一年內的天數 0~365
int tm_isdst; //夏時制時間
};標頭檔案#include<time.h>
time_t time(time_t *t);
取得當前時間 其實是返回1970年1月1日0:0:0至今的秒數
返回值會直接存到t指向的記憶體
標頭檔案#include<time.h>
struct tm* gmtime(const time_t* timep);
將time_t裡的秒數轉換成現在的時間格式（格林尼治） 返回結構體struct_t
標頭檔案#include<time.h>
char* asctime(const struct tm * timeptr);
將結構體struct_tm裡的時間轉換成現在使用的時間日期表示法，格式為”Wed Jun 30 16:13:00 2018\n”
標頭檔案#include<time.h>
struct tm *localtime(const time_t *timep);
將time_t裡的時間資訊轉換成現在使用的時間日期表示法，返回強悍的struct tm結構體
eg1：time取得當前時間，gmtime轉換成格林尼治時間，字串形式輸出(直接asctime函式轉)。
自己轉換，成“xxxx年 x月 xx日 Tue 15:52:00"形式顯示系統時間
#include<time.h>
int main(){
time_t timep;//時間結構體變數
char *wday[]={"Sun","Mon","Tue","Wed","Thu","Fri","Sat"};
struct tm *p;
time(&timep);//獲取當前時間
printf("%s",asctime(gmtime(&timep)));
p=localtime(&timep);//獲取當地時間 並按現在的時間日期來表示
printf("%d年 %d月 %d日\n",(1900+p->tm_year),(1+p->tm_mon),p->tm_mday);
printf("%s %d:%d:%d\n",wday[p->tm_wday],p->tm_hour,p->tm_min,p->tm_sec);
return 0;
}
eg2:c語言寫鐘錶
#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include <unistd.h>
main(){
time_t timep;//時間結構體變數
struct tm *p;
while(1){
time(&timep);//獲取當前時間
p=localtime(&timep);//獲取當地時間 並按現在的時間日期來表示
printf("%d年%d月%d日 %d:%d:%02d\n",1900+p->tm_year,p->tm_mon+1,p->tm_mday,p->tm_hour,p->tm_min,p->tm_sec);
sleep(1);
}
printf("\n時間到！\n\a"); // \a是讓系統發出聲音的一種表達方式
}
時間間隔
struct timeval{
long tv_sec; //秒
long tv_usec;//微秒
};struct timezone{
int tz_minuteswest; //和格林尼治時間差了多少分鐘
int tz_dsttime; //日光節約時間的狀態
};
gettimeofday函式說明
標頭檔案：#include<sys/time.h> #include<unistd.h>
int gettimeofday(struct timeval * tv,struct timezone * tz)
把當前時間分s與us放到tv中返回 當地時區資訊放到tz中返回
做某事的時間模板
gettimeofday(&tv1,&tz);
/*do something*/
gettimeofday(&tv2,&tz);
t=tv2.tv_sec-tv1.tv_sec+(tv2.tv_usec-tv1.tv_usec)*pow(10,-6);//s+us*10^-6
eg1.
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
int main(){
struct timeval tv1,tv2;
struct timezone tz;
gettimeofday(&tv1,&tz);
printf("1970距離今天tv_sec= %d 秒\n",tv1.tv_sec);
printf("零頭有tv_usec= %d 微秒\n",tv1.tv_usec);
gettimeofday(&tv2,&tz);
printf("第7行到第10行程式耗時tv2_usec-tv1_usec= %d 微秒\n",tv2.tv_usec-tv1.tv_usec);//程式一定在ms內完成
//printf("%d\n",tv2.tv_sec-tv1.tv_sec);//絕對在ms級別 所以輸出0
return 0;
}
exp2:大例
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/time.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
long int begin,sec,stop;
struct timeval tv1, tv2;
struct timezone tz;
char tmp;
begin=0;
stop=0;
sec=0;
system("clear");
printf("計時器程式（單位s）\n");
printf("輸入b(begin)計時器開始計時\n");
printf("輸入w(watch)檢視已經累計時間\n");
printf("輸入r(rest)重新開始計時\n");
printf("輸入s(stop)暫停計時器\n");
printf("輸入e(end)結束計時器\n");
while(1)
{
scanf("%c",&tmp);
if(tmp=='b')
{
if(begin==1&&stop==0)
printf("計時器已經啟動！\n");
if(begin==0&&stop==0)
{
printf("計時器啟動\n");
gettimeofday(&tv1,&tz);
sec=0;
begin=1;
}
if(stop==1)
{
gettimeofday(&tv1,&tz);
stop=0;
printf("暫停結束！\n");
}
}
if(tmp=='w'){
if(stop==0){
gettimeofday(&tv2,&tz);
printf("已經計時%ld 秒\n",sec+tv2.tv_sec-tv1.tv_sec);
}
if(stop==1)
printf("已經計時%ld 秒\n",sec);
}
if(tmp=='s'){
if(stop==1){
printf("計時已經暫停！\n");
}
if(stop==0){
gettimeofday(&tv2,&tz);
sec=sec+tv2.tv_sec-tv1.tv_sec;
printf("計時暫停,已經計時%ld 秒\n",sec);
stop=1;
}
}
if(tmp=='r'){
gettimeofday(&tv2,&tz);
printf("已經計時%ld 秒\n",sec+tv2.tv_sec-tv1.tv_sec);
printf("計時器在5 秒後被重置！\n");
sleep(5);
begin=0;
sec=0;
stop=0;
system("clear");
printf("計時器程式（單位s）\n");
printf("輸入b(begin)計時器開始計時\n");
printf("輸入w(watch)檢視已經累計時間\n");
printf("輸入r(rest)重新開始計時\n");
printf("輸入s(stop)暫停計時器\n");
printf("輸入e(end)結束計時器\n");
}
if(tmp=='e') break;
}
return 0;
}
4.4環境控制函式
| 函式名 | 功能 |
| getenv | 取得環境變數的內容 |
| putenv/setenv | 改變/增加環境變數 |
| unsetenv | 取消已經改變的環境變數 |
getenv函式：
標頭檔案：#include<stdlib.h>
char* getenv(const char *name); //失敗返回null
根據環境變數名name，取得該系統環境變數的值 環境變數格式key=value
eg1.獲取當前登入使用者
當前登入使用者環境變數key為USER (只能大寫，不能小寫)
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
char *p;
if((p=getenv("USER")))
printf("USER=%s\n", p);
return 0;
}
setenv函式：
標頭檔案：#include<stdlib.h>
int setenv(const char *key,const char *value,int overwrite);
改變或者增加環境變數 overwrite:1:改為value新值 0:該環境變數已有內容時，引數value被忽略(也即本次不改值)
eg2:修改USER的值
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main(){
char *p;
if(p=(getenv("USER"))){
printf("USER =%s\n",p);
}
setenv("USER","test",1);
printf("USER=%s\n",getenv("USER"));
unsetenv("USER");
printf("USER=%s\n",getenv("USER"));
setenv("USER","test",0);//USER無value時也會改
printf("USER=%s\n",getenv("USER"));
setenv("USER","test2",0);//USER有value時不會改 忽略test2 下面仍然輸出test
printf("USER=%s\n",getenv("USER"));
return 1;
}
exp3:輸出系統所有的環境變數
linuxC有一個全域性變數 environ 在unistd.h裡
#include<stdio.h>
int main(){
extern char **environ;//environ不能取別的名字 是系統全域性變數
int i;
for(i=0;environ[i]!=NULL;i++){
printf("%s\n",environ[i]);
}
return 0;
}或者不用extern宣告 直接#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main(){
int i;
for(i=0;environ[i]!=NULL;i++){
printf("%s\n",environ[i]);
}
return 0;
}
4.5記憶體分配函式
| 函式名 | 功能 |
| calloc/malloc | 配置記憶體空間 |
| getpagesize | 取得作業系統中記憶體分頁大小 |
| mmap | 建立記憶體對映 |
| munmap | 解除記憶體對映 |
| free | 釋放原先配置的記憶體 |
calloc函式
標頭檔案#include<stdlib.h>
void *calloc(size_t nmemb,size_t size); //成功返回指標，失敗返回NULL
用來分配nmemb*size的記憶體塊。
nmemb為記憶體塊的大小
size為記憶體塊的數量
calloc()配置記憶體時會將記憶體內容初始化為0
getpagesize函式
標頭檔案：#include<unistd.h>
size_t getpagesize(void);
取得記憶體分頁大小
取得的為系統分頁大小，不一定和硬體分頁大小相同
malloc函式
標頭檔案:#include<stdlib.h>
void *malloc(size_t size);//成功返回指標 失敗返回NULL
配置記憶體空間，大小由指定的size決定
exp1.錄入結構體
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<ctype.h>
struct co
{
int index;
char name[8];
char MTel[12];
char Tel[12];
};
int x;
int main(){
freopen("input.txt","r",stdin);
struct co *p;
char ch;
printf("do you want to add a user?Y/N\n");
ch=getchar();
if(ch=='y'||ch=='Y'){
p=(struct co *)malloc(sizeof(struct co));
p->index=++x;
printf("User name:");
scanf("%s", p->name);
printf("MoveTel:");
scanf("%s",p->MTel);
printf("Tel:");
scanf("%s",p->Tel);
printf("intex:%d\nname:%s\nMoveTel:%s\nHomeTel:%s\n",p->index,p->name,p->MTel,p->Tel);
}
printf("page size=%d\n", getpagesize());/*取得記憶體分頁大小*/
return 0;
}input.txt:
Y
tomcat
17812345678
110
mmap函式
標頭檔案：#include<unistd.h> #inlucde<sys/mman.h>
void *mmap(void *start,size_t length,int prot, int flags,int fd,off_t offsize);
引數start指向對應的記憶體起始地址，通常設定為NULL引數length代表將檔案中多大的部分對應到記憶體
引數prot：對映區域的保護方式。可以為以下幾種方式的組合：
PROT_EXEC 對映區域可被執行
PROT_READ 對映區域可被讀取
PROT_WRITE 對映區域可被寫入
PROT_NONE 對映區域不能存取引數flags：影響對映區域的各種特性。在呼叫mmap()時必須要指定MAP_SHARED 或MAP_PRIVATE。
MAP_FIXED 如果引數start所指的地址無法成功建立對映時，則放棄對映，不對地址做修正。通常不鼓勵用此旗標。
MAP_SHARED對對映區域的寫入資料會複製迴文件內，而且允許其他對映該檔案的程序共享。
MAP_PRIVATE 對對映區域的寫入操作會產生一個對映檔案的複製，即私人的“寫入時複製”（copy on write）對此區域作的任何修改都不會寫回原來的檔案內容。
MAP_ANONYMOUS建立匿名對映。此時會忽略引數fd，不涉及檔案，而且對映區域無法和其他程序共享。
MAP_DENYWRITE只允許對對映區域的寫入操作，其他對檔案直接寫入的操作將會被拒絕。
MAP_LOCKED 將對映區域鎖定住，這表示該區域不會被置換（swap）。引數fd：要對映到記憶體中的檔案描述符。如果使用匿名記憶體對映時，即flags中設定了MAP_ANONYMOUS，fd設為-1。有些系統不支援匿名記憶體對映，則可以使用fopen開啟/dev/zero檔案，然後對該檔案進行對映，可以同樣達到匿名記憶體對映的效果。
引數offset：檔案對映的偏移量，通常設定為0，代表從檔案最前方開始對應，offset必須是分頁大小的整數倍。
返回值：
若對映成功則返回對映區的記憶體起始地址，否則返回MAP_FAILED(－1)，錯誤原因存於errno 中。
exp2:mmap讀取檔案內容
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/mman.h>
int main(){
int fd;
void *start;
struct stat sb;
fd=open("/etc/passwd",O_RDONLY);//許多函式具體見第5章IO
fstat(fd,&sb);/*取得檔案大小*/
start=mmap(NULL,sb.st_size,PROT_READ,MAP_PRIVATE,fd,0);/*檔案對映到記憶體，始址為0，偏移量為0(從檔案頭開始)*/
if(start==MAP_FAILED) return 0;/*對映失敗 直接返回*/
printf(" %s ", start);
munmap(start,sb.st_size);/*解除對映*/
close(fd);
return 0;
}
exp3:獲取檔案屬性
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
const char fname[] = "main.c";
struct stat stat_info;
if(0 != stat(fname, &stat_info))
{
perror("取得檔案資訊失敗了！");
exit(1);
}
printf("檔案所在裝置編號：%ld\r\n", stat_info.st_dev);
printf("檔案所在檔案系統索引：%ld\r\n", stat_info.st_ino);
printf("檔案的型別和存取的許可權：%d\r\n", stat_info.st_mode);
printf("連到該檔案的硬連線數目：%d\r\n", stat_info.st_nlink);
printf("檔案所有者的使用者識別碼：%d\r\n", stat_info.st_uid);
printf("檔案所有者的組識別碼：%d\r\n", stat_info.st_gid);
printf("裝置裝置檔案：%ld\r\n", stat_info.st_rdev);
printf("檔案大小：%ld\r\n", stat_info.st_size);
printf("檔案系統的I/O緩衝區大小：%ld\r\n", stat_info.st_blksize);
printf("佔用檔案區塊的個數(每一區塊大小為512個位元組)：%ld\r\n", stat_info.st_blocks);
printf("檔案最近一次被存取或被執行的時間：%ld\r\n", stat_info.st_atime);
printf("檔案最後一次被修改的時間：%ld\r\n", stat_info.st_mtime);
printf("最近一次被更改的時間：%ld\r\n", stat_info.st_ctime);
return 0;
}
mian.c在當前目錄下
4.6資料結構中常用函式
| 函式名 | 功能 |
| bsearch | 二分法搜尋 |
| lfind/lsearch | 線性搜尋，lsearch()找不到關鍵資料時會主動把改項資料加入數組裡 |
| qsort | 利用快速排序法排序陣列 |
qsort()函式:
標頭檔案:#include<stdlib.h>
void qsort(void* base,size_t n,size_t size,
int(*compar)(const void*,const void*));
eg:qsort(base,n,sizeof(int),compar); //對陣列base[n]排序
利用快速排序法排列陣列
base指向要被搜尋的陣列的開頭地址
n代表陣列中元素數量
size為每一元素大小
compar為函式指標，資料相同時則返回0；不同時返回非0值。返回1時兩個資料交換，返回-1時兩個資料不交換.不可預設
exp1：輸入n，再輸入n個整數，qsort()對n個整數進行排序
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define m 70
int compar (const void *a,const void *b){
int *pa=(int *)a,*pb=(int*)b;
if(*pa>*pb) return 1;
if(*pa == *pb) return 0;
if(*pa < *pb) return -1;
}
int main(){
freopen("input.txt","r",stdin);
int base[m],n;
int i;
printf("input n(n<50)：");
scanf("%d",&n);
for (int i = 0; i < n; ++i) {
scanf("%d",&base[i]);
}
printf("\n排序前:\n");
for (int i = 0; i < n; ++i) {
printf("%d ",base[i]);
if(i!=0&&i%10==0) printf("\n");
}
qsort(base,n,sizeof(int),compar);//必須有compar 沒有會報錯 無預設比較函式
printf("\n排序後:\n");
for (int i = 0; i < n; ++i) {
printf("%d ",base[i]);
if(i!=0&&i%10==0) printf("\n");
}
printf("\n");
return 0;
}input.txt
10
6 7 -9 89 72 -89 0 10 7890 -909887
字串查詢
lfind函式：
標頭檔案:#include<stdlib.h>
void *lfind(const void *key,const void *base,size_t *n,size_t size,int(* compar)(const void*,const void*));
函式功能：線性搜尋，在陣列中從頭至尾，一項項查詢資料
eg:lsearch(key,base,&n,size,compar);//char[] key;char[] base;int n;int size;
key：指向欲查詢的關鍵資料的指標
base:指向要被搜尋的陣列開頭的地址
n:陣列中元素的數量
size:每一個元素的大小
compar:函式指標，相同返回0，不同返回非0
lfind和lsearch的不同點在於，當找不到關鍵資料時lfind()僅僅會返回NULL，而不會主動把該資料加入陣列尾端。如果lsearch()找不到關鍵資料，會主動把該資料加入數組裡。
bsearch函式說明：
void *bsearch(const void* key,const void *base,size_t n,size_t size,int(*compar)(const void*,const void*));
利用二分搜尋法從排序好的陣列中查詢資料
key:指向欲查詢的關鍵資料的指標
base:指向要被搜尋的陣列開頭地址
n:陣列中元素數量
size:每一元素的大小
compar:函式指標，資料相同時返回0，不同時返回