“为了问心无愧地得到报酬，你也应该真正掌握第II组
（指职业程序员必须掌握的标准库）的内容。”
—— 《C and C++ Code Capsules》

日常的C代码大部分由库调用组成，甚至I/O程序如printf和scanf
都是库的一部分，而不是语言。因此，了解标准库势在必行。


1 从memmove谈起

在某个项目开发过程中，为了完成帧封装/解封装协议，
我在代码中使用了memmove函数实现数据块的搬移。

这部分代码在VC++ 6.0下运行正常，
但是当我们将这些代码移植到嵌入式系统上时，问题出现了。

可能是出于实现效率的考虑，我们的固件工程师决定自己实现memmmove。
给出的代码大致如下：

void *memmove(void *dst, const void *src, size_t len)
{
    char *det_ptr;
    const char *src_ptr;

    if (len <= 0)
        return dst;

    dst_ptr = dst;
    src_ptr = src;

    while (len--)
        *dst_ptr++ = *src_ptr++;

    return dest;
}

应该说，若需要实现的是memcpy函数，那么这段代码是相当漂亮的。
但是，标准库的memmove函数说明中明确指出：该函数应能处理
当“源单元和目的单元缓冲区交迭”的情况。

而我在编码时也恰恰是因为源单元和目的单元缓冲区交迭，
才选用了这个函数，而没有采用memcpy。

于是，当用上面这样的实现代替库函数时，程序的结果就出现了错误。
当意识到这个问题时，你的第一反应可能是“难道要用malloc？！”。
答案是否定的！正确且优雅的实现应当是：

void *memmove(void *dst, const void *src, size_t len)
{
    char *dst_ptr;
    const char *src_ptr;

    if (len <= 0)
        return dst;

    dst_ptr = dst;
    src_ptr = src;

    if (dst_ptr < src_ptr)
    {
        while (len--)
            *dst_ptr++ = *src_ptr++;
    }
    else
    {
        dst_ptr += len;
        src_ptr += len;

        while (len--)
            *--dst_ptr = *--src_ptr;
    }

    return dst;
}

引起这个问题的根本原因是对标准库函数的定义和行为不熟悉。
学习一门语言不光要熟悉语言本身，对开发环境提供的库函数也要有所了解。

切记，一个函数的错误实现可能导致整个项目的失败。


2 C标准库

标准C库由在15个头文件中声明的函数、类型定义和宏组成。可分为三组。

第I组：每个C程序员都应该知道的知识
<ctype.h>    字符处理
<stdio.h>    输入/输出
<stdlib.h>    复杂的工具
<string.h>    文本处理

第II组：职业程序员的工具
<assert.h>    断言支持
<limits.h>    整型系统参数
<stddef.h>    通用类型和常量
<time.h>    时间处理

第III组：需要时可以发挥大作用的工具
<errno.h>    错误检测
<float.h>    浮点型系统参数
<locale.h>    本地化
<math.h>    数学函数
<setjmp.h>    非局部跳转
<signal.h>    信号（中断）处理
<stdarg.h>    可变参数表

以下，仅对常用的四个库（ctype.h、stdlib.h、string.h和math.h）作简要说明。


3 <ctype.h>

3.1 字符测试函数

1> 函数原型均为int isxxxx(int)
2> 参数为int, 任何实参均被提升成整型
3> 只能正确处理处于[0, 127]之间的值

isalpha  'A'~'Z', 'a'~'z'
isdigit  '0'~'9'
isxdigit '0'~'9', 'A'~'F', 'a'~'f'
isalnum  isalpha || isdigit

islower  'a'~'z'
isupper  'A'~'Z'
   
isspace
9  '\t'  (tab: 水平制表位)
10 '\n'  (line feed: 换行)
11 '\v'  (home: 垂直制表位)
12 '\f'  (form feed: 换页)
13 '\r'  (carriage return: 回车)
32  ' '  (space: 空格)
   
isgraph  33~126
isprint  isgraph || ' '
ispunct  isgraph && !isalnum
   
iscntrl  0~31, 127


3.2 字符映射函数

1> 函数原型为int toxxxx(int)
2> 对参数进行检测, 若符合范围则转换, 否则不变

int    tolower(int);    'A'~'Z' ==> 'a'~'z'
int    toupper(int);    'a'~'z' ==> 'A'~'Z'


3.3 附测试代码

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

char (* isxx_name[]) =
{   
    "isalpha", "isdigit", "isxdigit", "isalnum",
    "islower", "isupper", "isspace",
    "isgraph", "isprint", "ispunct", "iscntrl"
};

int (* isxx_list[])(int) =
{
    isalpha, isdigit, isxdigit, isalnum,
    islower, isupper, isspace,
    isgraph, isprint, ispunct, iscntrl
};

int main()
{
    int i, k;
   
    for (i=0; i<sizeof(isxx_list)/sizeof(isxx_list[0]); i++)
    {
        printf("Testing %s\n", isxx_name[i]);
        for (k=0; k<128; k++)
            if (isxx_list[i](k))
                printf("%3d %c\n", k, k);
        printf("\n");
    }   
   
    return 0;
}