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阿里云
  • 学习路径
  • 第1章 编程基础概念

    • 冯·诺依曼体系结构
    • 数据在计算机中的表示
    • 编程语言的层次
    • C语言的起源与发展
    • C99标准的主要改进
    • 开发环境搭建
    • 第一个C程序
    • 编译与运行流程
    • 可移植性风险的三级体系
  • 第2章 数据类型与运算

    • 字符集与标识符
    • 关键字
    • 注释
    • char 类型
    • short 与 int
    • long 与 long long
    • 有符号与无符号
    • 取值范围与 limits.h
    • float 与 double
    • long double
    • _Bool 类型
    • 变量声明与定义
    • 常量
    • 转义序列
    • 算术运算符
    • 赋值运算符
    • 自增自减运算符
    • 关系与判等运算符
    • 逻辑运算符
    • 位运算符
    • 条件运算符
    • 逗号运算符
    • 运算符优先级
    • 隐式类型转换
    • 显式类型转换
  • 第3章 控制流

    • 表达式语句与空语句
    • 复合语句
    • if 语句
    • switch 语句
    • while 循环
    • do-while 循环
    • for 循环
    • break 与 continue
    • goto 语句
    • return 语句
  • 第4章 函数与模块化编程

    • 函数定义
    • 函数声明与原型
    • main 函数
    • 函数调用机制
    • 传值调用
    • 数组参数
    • 作用域
    • 存储期
    • 链接属性
    • static 与 extern
    • 递归
    • 头文件与源文件
    • 头文件保护
    • include 规则
  • 第5章 数组与字符串

    • 一维数组声明与初始化
    • 数组的存储模型
    • 数组访问与越界
    • 数组操作
    • 二维数组
    • 变长数组 VLA
    • 字符串基础
    • 字符串输入输出
    • 字符串处理函数
    • 字符串与数字转换
  • 第6章 指针

    • 指针的概念
    • 指针的声明与使用
    • 指针运算
    • const 与指针
    • 数组名与指针
    • 指针遍历数组
    • 指针与多维数组
    • 指针作为函数参数
    • 函数返回指针
    • 函数指针
    • 二级指针
    • 复杂声明解析
  • 第7章 结构体、联合体与枚举

    • 结构体定义与声明
    • 结构体初始化
    • 结构体成员访问
    • 结构体嵌套
    • 结构体指针
    • 结构体与函数
    • 联合体
    • 联合体与类型双关
    • 枚举类型
    • 位域
    • 内存对齐与填充
  • 第8章 动态内存管理

    • malloc 与 free
    • calloc 与 realloc
    • 内存泄漏
    • 悬垂指针
    • 内存分配策略
    • 自定义内存池
    • Valgrind 与内存检测
    • 内存碎片
    • 内存对齐分配
    • 常见内存错误
  • 第9章 文件输入输出

    • 文件打开与关闭
    • 文本读写
    • 格式化输入输出
    • 二进制读写
    • 文件定位
    • 错误处理
    • 标准流
    • 临时文件
    • 文件操作示例
  • 第10章 预处理器

    • 预处理器基础
    • 宏定义
    • 带参数的宏
    • 条件编译
    • 头文件包含
    • 预定义宏
    • 宏的高级技巧
    • 预处理器陷阱
    • 编译器特定扩展
  • 第11章 标准库概览

    • 标准库概述
    • assert.h
    • ctype.h
    • errno.h
    • float.h
    • limits.h
    • locale.h
    • math.h
    • setjmp.h
    • signal.h
    • stdarg.h
    • stddef.h
    • stdlib.h
  • 第12章 进阶主题

    • 内联函数
    • 变长数组 VLA
    • 复数类型
    • 布尔类型
    • stdint 与 inttypes
    • 灵活数组成员
    • 匿名结构体与联合体
    • 静态断言
    • 线程支持
    • 原子操作

stdlib.h

<stdlib.h> 是 C 标准库中最常用的头文件之一,提供内存分配、进程控制、类型转换、随机数、搜索排序等功能。掌握这些函数是高效 C 编程的基础。

内存分配

#include <stdlib.h>

/* 分配 */
int *p = malloc(100 * sizeof(int));
int *q = calloc(100, sizeof(int));    /* 初始化为 0 */
int *r = realloc(p, 200 * sizeof(int)); /* 调整大小 */

/* 释放 */
free(p);

类型转换

int i = atoi("42");             /* 字符串转 int */
long l = atol("1234567890");
double d = atof("3.14");

/* 更安全的转换(C99) */
char *end;
long val = strtol("42", &end, 10);      /* 10 进制 */
unsigned long uval = strtoul("FF", &end, 16);  /* 16 进制 */
double dval = strtod("3.14", &end);

/* 检查转换是否成功 */
if (*end == '\0') {
    /* 完整转换 */
}

随机数

#include <stdlib.h>
#include <time.h>

srand(time(NULL));              /* 初始化种子 */

int r = rand();                 /* 0 到 RAND_MAX */
int dice = rand() % 6 + 1;     /* 1 到 6 */

/* 更好的范围映射 */
int range = rand() / (RAND_MAX / 6 + 1);   /* 0 到 5 */

搜索和排序

#include <stdlib.h>

int arr[] = {3, 1, 4, 1, 5, 9};
int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

/* 排序 */
qsort(arr, n, sizeof(int), compare_int);

/* 搜索(必须先排序) */
int key = 4;
int *found = bsearch(&key, arr, n, sizeof(int), compare_int);

/* 比较函数 */
int compare_int(const void *a, const void *b)
{
    return (*(int *)a - *(int *)b);
}

进程控制

#include <stdlib.h>

exit(0);                        /* 正常退出 */
exit(1);                        /* 错误退出 */

abort();                        /* 异常终止(产生 SIGABRT) */

atexit(cleanup);                /* 注册退出时调用的函数 */

环境变量

#include <stdlib.h>

char *path = getenv("PATH");
if (path != NULL) {
    printf("PATH=%s\n", path);
}

/* 设置环境变量(POSIX,非标准 C) */
/* setenv("VAR", "value", 1); */

常见错误

atoi 不检查错误:

int x = atoi("not a number");   /* 返回 0,无法区分错误和 "0" */

/* 正确 */
char *end;
long x = strtol("not a number", &end, 10);
if (*end != '\0') {
    /* 转换错误 */
}

rand % 范围不均:

int r = rand() % 100;           /* 低数值概率略高 */

/* 更好的方法 */
int r = rand() / (RAND_MAX / 100 + 1);

最佳实践

  • 用 strtol/strtod 替代 atoi/atof
  • 检查内存分配返回值
  • rand 用于简单场景,密码学用专用库
  • qsort/bsearch 比较函数返回 int
  • 注册 atexit 清理资源
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stddef.h