C 语言的标准库有哪些

C 语言的标准库并不是一个单一的实体，而是由一系列 头文件 (header files) 组成的集合。每个头文件声明了一组相关的函数、宏、类型和常量。程序员通过在代码中使用 #include <header_file.h> 指令来引入这些库的功能。

C 标准库的内容随着 C 语言标准（如 C89/C90, C99, C11, C17, C23）的演进而有所增加。以下是一些最核心和常用的 C 标准库头文件及其主要功能：

核心库 (C89/C90 标准就已包含):

* <stdio.h> (Standard Input/Output - 标准输入输出)

* 提供文件操作和标准输入/输出流（stdin, stdout, stderr）的功能。

* 常用函数：printf, scanf, fprintf, fscanf, fopen, fclose, fgets, fputs, fread, fwrite, perror, getchar, putchar, remove, rename 等。

* <stdlib.h> (Standard Library - 标准库)

* 提供一系列通用工具函数。

* 功能包括：内存分配 (malloc, calloc, realloc, free)、伪随机数生成 (rand, srand)、字符串转换 (atoi, atol, atof, strtol, strtoul, strtod)、进程控制 (exit, system, abort)、搜索和排序 (qsort, bsearch)、整数算术 (abs, labs, div, ldiv) 等。

* <string.h> (String Handling - 字符串处理)

* 提供操作 C 风格字符串（以 null 结尾的字符数组）和内存块的函数。

* 常用函数：strcpy, strncpy, strcat, strncat, strcmp, strncmp, strlen, strchr, strstr, memcpy, memmove, memset 等。

* <math.h> (Mathematics - 数学函数)

* 提供常用的数学函数。

* 常用函数：三角函数 (sin, cos, tan, asin, acos, atan, atan2)、指数和对数 (exp, log, log10, pow)、取整和舍入 (ceil, floor, round - C99)、平方根 (sqrt)、绝对值 (fabs) 等。

* <ctype.h> (Character Handling - 字符处理)

* 提供检查和转换字符的函数。

* 常用函数：isalpha, isdigit, isalnum, isspace, isupper, islower, toupper, tolower 等。

* <time.h> (Date and Time - 日期和时间)

* 提供获取和操作日期、时间的函数。

* 常用函数/类型：time_t, struct tm, time, clock, difftime, mktime, strftime, localtime, gmtime 等。

* <limits.h> (Implementation Limits - 实现限制)

* 定义了整型类型的最大值、最小值等常量。

* 常用宏：INT_MAX, INT_MIN, UINT_MAX, CHAR_BIT 等。

* <float.h> (Floating-Point Limits - 浮点数限制)

* 定义了浮点类型的特性和限制。

* 常用宏：FLT_MAX, FLT_MIN, DBL_MAX, DBL_EPSILON 等。

* <assert.h> (Diagnostics - 诊断)

* 提供 assert 宏，用于在程序中插入断言，帮助调试。

* <stdarg.h> (Variable Arguments - 可变参数)

* 提供处理函数可变参数列表的宏。

* 常用宏：va_list, va_start, va_arg, va_end。

* <setjmp.h> (Non-local Jumps - 非局部跳转)

* 提供 setjmp 和 longjmp 函数，用于实现非本地的程序流程控制（通常用于错误处理）。

* <signal.h> (Signal Handling - 信号处理)

* 提供处理程序执行期间可能发生的各种信号（如中断、错误）的函数。

* 常用函数：signal, raise。

* <locale.h> (Localization - 本地化)

* 提供设置和查询程序本地化信息（如货币符号、日期格式）的函数。

* 常用函数：setlocale, localeconv。

C99 标准新增的主要头文件:

* <stdbool.h> (Boolean Type and Values - 布尔类型和值)

* 定义了 bool 类型和 true, false 常量。

* <stdint.h> (Integer Types - 整型类型)

* 定义了具有确切宽度和最小宽度的整型类型，如 int8_t, uint32_t, int_least16_t, intptr_t 等，提高了代码的可移植性。

* <inttypes.h> (Format Conversion of Integer Types - 整型格式转换)

* 提供了用于 stdint.h 中定义的整型的格式化输入/输出宏（如 PRId32, SCNu64）以及处理最大宽度整数的函数 (imaxabs, imaxdiv)。

* <complex.h> (Complex Arithmetic - 复数算术)

* 提供了处理复数的函数和类型。

* <fenv.h> (Floating-Point Environment - 浮点环境)

* 提供了访问和控制浮点状态标志和模式（如舍入模式）的功能。

* <tgmath.h> (Type-Generic Math - 类型泛型数学)

* 提供了类型泛型的数学宏，可以根据参数类型自动调用 float, double 或 long double 版本的数学函数。

C11 标准新增的主要头文件:

* <stdalign.h> (Alignment - 对齐)

* 提供了 alignas 和 alignof 关键字以及 max_align_t 类型，用于控制和查询数据对齐。

* <stdatomic.h> (Atomics - 原子操作)

* 提供了对原子类型和原子操作的支持，用于多线程编程。

* <stdnoreturn.h> (Noreturn specifier - 无返回说明符)

* 提供了 _Noreturn 函数说明符，表示函数不会返回。

* <threads.h> (Threads - 线程)

* 提供了创建和管理线程、互斥锁、条件变量等的标准接口。

* <uchar.h> (Unicode Characters - Unicode 字符)

* 提供了处理 UTF-16 和 UTF-32 编码字符的类型 (char16_t, char32_t) 和函数。

这是一个比较全面的列表，涵盖了 C 语言标准库的主要组成部分。实际使用时，需要根据具体需求包含相应的头文件。