谈C编程---C语言的标准库

C语言的标准库提供了丰富的函数，覆盖了输入输出、字符串处理、数学计算、内存管理等多个方面。了解哪些常用，以及哪些能在多线程或中断等场景下安全使用（即可重入），对编写可靠程序很重要。

下面表格汇总了主要的库函数分类、常见函数及其可重入性：

理解可重入函数

可重入函数主要指那些在执行过程中可以被中断（例如由信号处理函数或另一个线程中断），并在之后安全地恢复执行，而不会产生错误或数据损坏的函数。这类函数通常：

• 不依赖静态或全局数据：仅操作其参数或栈上分配的数据。

• 不调用非可重入函数。

• 不返回指向静态数据的指针（除非调用者提供缓冲区）。

在多线程编程或信号处理函数中，使用可重入函数至关重要，因为它们能避免竞态条件和数据不一致的问题。

如何选择和使用

编写代码时，尤其是涉及多线程、信号处理或中断服务程序时：

1. 优先选择可重入函数：例如，用 memcpy 代替可能不可重入的 strcpy（如果源和目的重叠，应用 memmove），用 snprintf 代替 sprintf，用 rand_r 代替 rand。

2. 使用可重入版本：许多标准库函数提供了显式的可重入版本（通常以 _r 结尾），例如 strtok_r 是 strtok 的可重入版本，ctime_r 是 ctime 的可重入版本。这些函数通常要求调用者提供自己的缓冲区。

3. 查阅文档：当不确定一个函数是否可重入时，务必查阅编译器的库文档或相关标准（如 POSIX）。

4. 线程安全 ≠ 可重入：即使一个函数是线程安全的（如通过加锁），它也可能不是可重入的（例如，如果在信号处理程序中调用，可能导致死锁）。

简要总结

• 常用库函数主要集中在 <stdio.h>, <string.h>, <stdlib.h>, <math.h>, <ctype.h> 等头文件中。

• 可重入函数通常是那些不依赖内部静态状态、仅操作参数和局部数据的函数，如 memcpy, memmove, memset, 多数 ctype.h 中的函数，以及 math.h 中的大多数函数。

• 对于不可重入但又有必要在并发环境中使用的函数，应寻找其可重入版本（如 _r 后缀的函数）或采取其他同步机制。

希望这些信息能帮助你更好地理解和使用C语言的库函数。编写代码时，尤其是涉及到并发和中断时，请时刻留意函数的可重入性。