Thư viện chuẩn C: Khám phá các hàm hữu ích trong stdio.h, string.h, math.h

•

banner

Tóm tắt kiến thức

C Standard Library là bộ công cụ mạnh mẽ được cung cấp sẵn với mọi trình biên dịch C. Hiểu rõ các thư viện này sẽ giúp bạn viết code hiệu quả hơn, tận dụng được các hàm được tối ưu sẵn và giảm thiểu thời gian phát triển.

C Standard Library là tập hợp các thư viện chuẩn được cung cấp với mọi trình biên dịch C. Những thư viện này chứa các hàm, macro và kiểu dữ liệu được định nghĩa sẵn, giúp lập trình viên thực hiện các tác vụ phổ biến mà không cần viết lại từ đầu.

Quảng cáo giúp chúng tôi duy trì trang web này

Tổng quan về C Standard Library

Các thư viện chính

Thư việnMô tảFile header
stdio.hInput/Output chuẩnstdio.h
stdlib.hCác hàm tiện ích chungstdlib.h
string.hXử lý chuỗistring.h
math.hCác hàm toán họcmath.h
Tại sao Standard Library quan trọng?
  • Tối ưu hóa: Các hàm được tối ưu cho hiệu suất cao
  • Đáng tin cậy: Được test kỹ lưỡng và ổn định
  • Portable: Hoạt động trên mọi platform
  • Tiết kiệm thời gian: Không cần viết lại các hàm cơ bản

stdio.h - Input/Output

Các hàm cơ bản

#include <stdio.h>

int main() {
    // printf - in ra màn hình
    printf("Hello, World!\n");
    printf("So nguyen: %d\n", 42);
    printf("So thuc: %.2f\n", 3.14159);
    printf("Ky tu: %c\n", 'A');
    printf("Chuoi: %s\n", "Hello");

    // scanf - nhập từ bàn phím
    int age;
    float height;
    char name[50];

    printf("Nhap tuoi: ");
    scanf("%d", &age);

    printf("Nhap chieu cao: ");
    scanf("%f", &height);

    printf("Nhap ten: ");
    scanf(" %[^\n]", name);  // Đọc chuỗi có khoảng trắng

    printf("Ten: %s, Tuoi: %d, Chieu cao: %.2f\n", name, age, height);

    return 0;
}

File I/O

#include <stdio.h>

int main() {
    FILE *file;
    char content[] = "Day la noi dung file test";
    char buffer[100];

    // Ghi file
    file = fopen("test.txt", "w");
    if (file != NULL) {
        fprintf(file, "%s\n", content);
        fprintf(file, "Dong thu 2\n");
        fprintf(file, "Dong thu 3\n");
        fclose(file);
        printf("Da ghi file thanh cong!\n");
    }

    // Đọc file
    file = fopen("test.txt", "r");
    if (file != NULL) {
        printf("Noi dung file:\n");
        while (fgets(buffer, sizeof(buffer), file) != NULL) {
            printf("%s", buffer);
        }
        fclose(file);
    }

    return 0;
}

Các hàm I/O khác

#include <stdio.h>

int main() {
    // puts - in chuỗi với newline
    puts("Day la puts()");

    // putchar - in một ký tự
    putchar('A');
    putchar('\n');

    // getchar - đọc một ký tự
    printf("Nhap mot ky tu: ");
    int ch = getchar();
    printf("Ky tu ban vua nhap: %c\n", ch);

    // gets (deprecated) - đọc chuỗi
    // fgets - đọc chuỗi an toàn
    char str[100];
    printf("Nhap chuoi: ");
    fgets(str, sizeof(str), stdin);
    printf("Chuoi ban vua nhap: %s", str);

    return 0;
}

stdlib.h - Tiện ích chung

Cấp phát bộ nhớ

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // malloc - cấp phát bộ nhớ
    int *ptr1 = malloc(5 * sizeof(int));
    if (ptr1 == NULL) {
        printf("Khong the cap phat bo nho!\n");
        return 1;
    }

    // calloc - cấp phát và khởi tạo về 0
    int *ptr2 = calloc(5, sizeof(int));
    if (ptr2 == NULL) {
        printf("Khong the cap phat bo nho!\n");
        free(ptr1);
        return 1;
    }

    // Khởi tạo dữ liệu
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        ptr1[i] = i * 10;
    }

    printf("Malloc array: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", ptr1[i]);
    }
    printf("\n");

    printf("Calloc array: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", ptr2[i]);
    }
    printf("\n");

    // Giải phóng bộ nhớ
    free(ptr1);
    free(ptr2);

    return 0;
}

Chuyển đổi kiểu dữ liệu

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // atoi - chuyển chuỗi thành int
    char str1[] = "123";
    int num1 = atoi(str1);
    printf("atoi(\"%s\") = %d\n", str1, num1);

    // atof - chuyển chuỗi thành double
    char str2[] = "3.14159";
    double num2 = atof(str2);
    printf("atof(\"%s\") = %.5f\n", str2, num2);

    // atol - chuyển chuỗi thành long
    char str3[] = "123456789";
    long num3 = atol(str3);
    printf("atol(\"%s\") = %ld\n", str3, num3);

    // strtol - chuyển đổi với kiểm soát lỗi
    char str4[] = "123abc";
    char *endptr;
    long num4 = strtol(str4, &endptr, 10);

    if (*endptr != '\0') {
        printf("strtol(\"%s\") = %ld, phan khong hop le: %s\n",
               str4, num4, endptr);
    } else {
        printf("strtol(\"%s\") = %ld\n", str4, num4);
    }

    return 0;
}

Tìm kiếm và sắp xếp

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int compare_int(const void *a, const void *b) {
    int ia = *(const int*)a;
    int ib = *(const int*)b;
    return ia - ib;
}

int main() {
    int numbers[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]);

    printf("Mang ban dau: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");

    // Sắp xếp với qsort
    qsort(numbers, n, sizeof(int), compare_int);

    printf("Mang sau khi sap xep: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");

    // Tìm kiếm với bsearch
    int key = 25;
    int *result = bsearch(&key, numbers, n, sizeof(int), compare_int);

    if (result != NULL) {
        printf("Tim thay %d tai vi tri %ld\n", key, result - numbers);
    } else {
        printf("Khong tim thay %d\n", key);
    }

    return 0;
}

Các hàm tiện ích khác

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // abs - giá trị tuyệt đối
    printf("abs(-10) = %d\n", abs(-10));
    printf("abs(10) = %d\n", abs(10));

    // rand - số ngẫu nhiên
    printf("So ngau nhien: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", rand());
    }
    printf("\n");

    // srand - khởi tạo seed cho rand
    srand(42);
    printf("So ngau nhien voi seed 42: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", rand());
    }
    printf("\n");

    // exit - thoát chương trình
    printf("Chuong trinh se thoat...\n");
    exit(0);

    printf("Dong nay se khong bao gio chay!\n");

    return 0;
}

string.h - Xử lý chuỗi

Các hàm cơ bản

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str1[] = "Hello";
    char str2[] = "World";
    char str3[20];

    // strlen - độ dài chuỗi
    printf("Do dai str1: %zu\n", strlen(str1));

    // strcpy - sao chép chuỗi
    strcpy(str3, str1);
    printf("strcpy: %s\n", str3);

    // strcat - nối chuỗi
    strcat(str3, " ");
    strcat(str3, str2);
    printf("strcat: %s\n", str3);

    // strcmp - so sánh chuỗi
    int result = strcmp(str1, str2);
    if (result == 0) {
        printf("str1 bang str2\n");
    } else if (result < 0) {
        printf("str1 nho hon str2\n");
    } else {
        printf("str1 lon hon str2\n");
    }

    return 0;
}

Các hàm tìm kiếm

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char text[] = "Hello World Hello";
    char *result;

    // strchr - tìm ký tự đầu tiên
    result = strchr(text, 'o');
    if (result != NULL) {
        printf("Tim thay 'o' tai vi tri: %ld\n", result - text);
        printf("Phan chuoi tu vi tri do: %s\n", result);
    }

    // strrchr - tìm ký tự cuối cùng
    result = strrchr(text, 'o');
    if (result != NULL) {
        printf("Tim thay 'o' cuoi cung tai vi tri: %ld\n", result - text);
        printf("Phan chuoi tu vi tri do: %s\n", result);
    }

    // strstr - tìm chuỗi con
    result = strstr(text, "World");
    if (result != NULL) {
        printf("Tim thay 'World' tai vi tri: %ld\n", result - text);
        printf("Phan chuoi tu vi tri do: %s\n", result);
    }

    // strpbrk - tìm ký tự đầu tiên trong tập hợp
    result = strpbrk(text, "aeiou");
    if (result != NULL) {
        printf("Tim thay nguyen am dau tien '%c' tai vi tri: %ld\n",
               *result, result - text);
    }

    return 0;
}

Các hàm khác

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str[] = "Hello,World,Test";
    char *token;

    // strtok - tách chuỗi
    printf("Tach chuoi '%s':\n", str);
    token = strtok(str, ",");
    while (token != NULL) {
        printf("- %s\n", token);
        token = strtok(NULL, ",");
    }

    // strncpy - sao chép n ký tự
    char src[] = "Hello World";
    char dest[10];
    strncpy(dest, src, 5);
    dest[5] = '\0';  // Quan trọng: thêm null terminator
    printf("strncpy 5 ky tu: '%s'\n", dest);

    // strncat - nối n ký tự
    char str1[20] = "Hello";
    strncat(str1, " World", 6);
    printf("strncat: '%s'\n", str1);

    // strncmp - so sánh n ký tự
    int cmp_result = strncmp("Hello", "Help", 3);
    printf("strncmp 3 ky tu dau: %d\n", cmp_result);

    return 0;
}

math.h - Các hàm toán học

Các hàm cơ bản

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double x = 4.0;
    double y = 2.0;

    // Căn bậc hai
    printf("sqrt(%.1f) = %.2f\n", x, sqrt(x));

    // Lũy thừa
    printf("pow(%.1f, %.1f) = %.2f\n", x, y, pow(x, y));

    // Logarit tự nhiên
    printf("log(%.1f) = %.2f\n", x, log(x));

    // Logarit cơ số 10
    printf("log10(%.1f) = %.2f\n", x * 10, log10(x * 10));

    // Hàm mũ
    printf("exp(%.1f) = %.2f\n", y, exp(y));

    return 0;
}

Các hàm lượng giác

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double angle = 45.0;  // độ
    double radians = angle * M_PI / 180.0;  // chuyển sang radian

    printf("Goc: %.1f do (%.4f radian)\n", angle, radians);

    // Sin, Cos, Tan
    printf("sin(%.4f) = %.4f\n", radians, sin(radians));
    printf("cos(%.4f) = %.4f\n", radians, cos(radians));
    printf("tan(%.4f) = %.4f\n", radians, tan(radians));

    // Arc functions
    printf("asin(%.4f) = %.4f radian\n", sin(radians), asin(sin(radians)));
    printf("acos(%.4f) = %.4f radian\n", cos(radians), acos(cos(radians)));
    printf("atan(%.4f) = %.4f radian\n", tan(radians), atan(tan(radians)));

    return 0;
}

Các hàm khác

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double x = -3.7;

    // ceil - làm tròn lên
    printf("ceil(%.1f) = %.1f\n", x, ceil(x));

    // floor - làm tròn xuống
    printf("floor(%.1f) = %.1f\n", x, floor(x));

    // round - làm tròn gần nhất
    printf("round(%.1f) = %.1f\n", x, round(x));

    // fabs - giá trị tuyệt đối
    printf("fabs(%.1f) = %.1f\n", x, fabs(x));

    // fmod - phần dư
    printf("fmod(%.1f, 2.0) = %.1f\n", x, fmod(x, 2.0));

    // Các hằng số
    printf("PI = %.10f\n", M_PI);
    printf("E = %.10f\n", M_E);

    return 0;
}

time.h - Xử lý thời gian

#include <stdio.h>
#include <time.h>

int main() {
    time_t current_time;
    struct tm *time_info;
    char time_string[100];

    // Lấy thời gian hiện tại
    time(&current_time);

    // Chuyển đổi thành struct tm
    time_info = localtime(&current_time);

    // Định dạng thời gian
    strftime(time_string, sizeof(time_string), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", time_info);
    printf("Thoi gian hien tai: %s\n", time_string);

    // Các định dạng khác
    strftime(time_string, sizeof(time_string), "%A, %B %d, %Y", time_info);
    printf("Ngay trong tuan: %s\n", time_string);

    strftime(time_string, sizeof(time_string), "%I:%M %p", time_info);
    printf("Gio 12h: %s\n", time_string);

    // Tính thời gian thực thi
    clock_t start = clock();

    // Mô phỏng công việc
    for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
        // Do something
    }

    clock_t end = clock();
    double cpu_time = ((double)(end - start)) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Thoi gian thuc thi: %.6f giay\n", cpu_time);

    return 0;
}

ctype.h - Xử lý ký tự

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>

int main() {
    char ch = 'A';

    // Kiểm tra loại ký tự
    printf("isalpha('%c'): %d\n", ch, isalpha(ch));
    printf("isdigit('%c'): %d\n", ch, isdigit(ch));
    printf("isalnum('%c'): %d\n", ch, isalnum(ch));
    printf("isspace('%c'): %d\n", ch, isspace(ch));
    printf("isupper('%c'): %d\n", ch, isupper(ch));
    printf("islower('%c'): %d\n", ch, islower(ch));
    printf("ispunct('%c'): %d\n", ch, ispunct(ch));

    // Chuyển đổi ký tự
    printf("tolower('%c'): %c\n", ch, tolower(ch));
    printf("toupper('%c'): %c\n", tolower(ch), toupper(tolower(ch)));

    // Xử lý chuỗi
    char str[] = "Hello World 123!";
    printf("Chuoi goc: %s\n", str);

    printf("Chuyen thanh chu thuong: ");
    for (int i = 0; str[i]; i++) {
        putchar(tolower(str[i]));
    }
    printf("\n");

    printf("Chuyen thanh chu hoa: ");
    for (int i = 0; str[i]; i++) {
        putchar(toupper(str[i]));
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

limits.h và float.h - Các hằng số

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

int main() {
    // Giới hạn kiểu int
    printf("Giới hạn kiểu int:\n");
    printf("INT_MIN: %d\n", INT_MIN);
    printf("INT_MAX: %d\n", INT_MAX);
    printf("UINT_MAX: %u\n", UINT_MAX);

    // Giới hạn kiểu long
    printf("\nGiới hạn kiểu long:\n");
    printf("LONG_MIN: %ld\n", LONG_MIN);
    printf("LONG_MAX: %ld\n", LONG_MAX);

    // Giới hạn kiểu char
    printf("\nGiới hạn kiểu char:\n");
    printf("CHAR_MIN: %d\n", CHAR_MIN);
    printf("CHAR_MAX: %d\n", CHAR_MAX);

    // Giới hạn kiểu float
    printf("\nGiới hạn kiểu float:\n");
    printf("FLT_MIN: %e\n", FLT_MIN);
    printf("FLT_MAX: %e\n", FLT_MAX);
    printf("FLT_DIG: %d\n", FLT_DIG);

    // Giới hạn kiểu double
    printf("\nGiới hạn kiểu double:\n");
    printf("DBL_MIN: %e\n", DBL_MIN);
    printf("DBL_MAX: %e\n", DBL_MAX);
    printf("DBL_DIG: %d\n", DBL_DIG);

    return 0;
}

Ví dụ thực hành

1. Tạo hàm tiện ích cho chuỗi

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>

// Đếm số từ trong chuỗi
int countWords(char *str) {
    int count = 0;
    int inWord = 0;

    while (*str) {
        if (isalpha(*str) && !inWord) {
            count++;
            inWord = 1;
        } else if (!isalpha(*str)) {
            inWord = 0;
        }
        str++;
    }

    return count;
}

// Đảo ngược chuỗi
void reverseString(char *str) {
    int len = strlen(str);
    int start = 0;
    int end = len - 1;

    while (start < end) {
        char temp = str[start];
        str[start] = str[end];
        str[end] = temp;
        start++;
        end--;
    }
}

// Kiểm tra palindrome
int isPalindrome(char *str) {
    char temp[100];
    strcpy(temp, str);

    // Loại bỏ khoảng trắng và chuyển thành chữ thường
    int j = 0;
    for (int i = 0; str[i]; i++) {
        if (isalpha(str[i])) {
            temp[j++] = tolower(str[i]);
        }
    }
    temp[j] = '\0';

    // Đảo ngược
    reverseString(temp);

    // So sánh với chuỗi gốc (đã chuyển thành chữ thường)
    for (int i = 0; str[i]; i++) {
        if (isalpha(str[i])) {
            if (tolower(str[i]) != temp[i]) {
                return 0;
            }
        }
    }

    return 1;
}

int main() {
    char text[] = "Hello World";
    char palindrome[] = "A man a plan a canal Panama";

    printf("Chuoi: '%s'\n", text);
    printf("So tu: %d\n", countWords(text));

    reverseString(text);
    printf("Dao nguoc: '%s'\n", text);

    printf("\nKiem tra palindrome:\n");
    printf("'%s': %s\n", palindrome, isPalindrome(palindrome) ? "Co" : "Khong");

    return 0;
}

2. Máy tính đơn giản với xử lý lỗi

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <string.h>

double calculate(double a, double b, char operation) {
    switch (operation) {
        case '+':
            return a + b;
        case '-':
            return a - b;
        case '*':
            return a * b;
        case '/':
            if (b == 0) {
                printf("Loi: Chia cho 0!\n");
                return 0;
            }
            return a / b;
        case '^':
            return pow(a, b);
        case 's':
            return sqrt(a);
        default:
            printf("Loi: Phép toán khong hop le!\n");
            return 0;
    }
}

int main() {
    char input[100];
    double num1, num2, result;
    char operation;

    printf("=== MAY TINH DON GIAN ===\n");
    printf("Nhap bieu thuc (vi du: 5 + 3, 16 s): ");
    fgets(input, sizeof(input), stdin);

    if (sscanf(input, "%lf %c %lf", &num1, &operation, &num2) == 3) {
        // Phép toán hai số
        result = calculate(num1, num2, operation);
        printf("Ket qua: %.2f %c %.2f = %.2f\n", num1, operation, num2, result);
    } else if (sscanf(input, "%lf %c", &num1, &operation) == 2 && operation == 's') {
        // Căn bậc hai
        result = calculate(num1, 0, operation);
        printf("Ket qua: sqrt(%.2f) = %.2f\n", num1, result);
    } else {
        printf("Loi: Dinh dang khong hop le!\n");
        printf("Su dung: 'so1 pheptoan so2' hoac 'so s' cho can bac hai\n");
    }

    return 0;
}

Tổng kết

C Standard Library là bộ công cụ mạnh mẽ giúp bạn viết code hiệu quả và tận dụng sức mạnh của ngôn ngữ C.

Lưu ý quan trọng về Standard Library
  • Error checking: Luôn kiểm tra giá trị trả về của các hàm
  • Buffer safety: Cẩn thận với buffer overflow trong string functions
  • Memory management: Nhớ free() bộ nhớ từ malloc/calloc
  • Platform differences: Một số hàm có thể khác nhau trên các platform
Best Practices
  • Đọc documentation trước khi sử dụng các hàm mới
  • Sử dụng const với string parameters khi không thay đổi
  • Kiểm tra NULL pointers trước khi sử dụng
  • Sử dụng appropriate data types cho các hàm
  • Tận dụng compiler warnings để phát hiện lỗi sớm

Với những kiến thức này, bạn đã sẵn sàng để tận dụng toàn bộ sức mạnh của C Standard Library và viết ra những chương trình C chuyên nghiệp, hiệu quả!

Last updated on

Bộ tiền xử lý C: Làm chủ #define, Macro và biên dịch có điều kiện

Xử lý chuỗi trong C: Toàn tập về string.h và các thao tác cơ bản

On this page

Tổng quan về C Standard LibraryCác thư viện chínhstdio.h - Input/OutputCác hàm cơ bảnFile I/OCác hàm I/O khácstdlib.h - Tiện ích chungCấp phát bộ nhớChuyển đổi kiểu dữ liệuTìm kiếm và sắp xếpCác hàm tiện ích khácstring.h - Xử lý chuỗiCác hàm cơ bảnCác hàm tìm kiếmCác hàm khácmath.h - Các hàm toán họcCác hàm cơ bảnCác hàm lượng giácCác hàm kháctime.h - Xử lý thời gianctype.h - Xử lý ký tựlimits.h và float.h - Các hằng sốVí dụ thực hành1. Tạo hàm tiện ích cho chuỗi2. Máy tính đơn giản với xử lý lỗiTổng kết
Chỉnh sửa trên Github

Tags

# C# Programming# Standard Library# STDLIB
avatar

Hoàng Văn Giỏi

Tác giả trang web