C语言函数大全

本篇介绍C语言函数大全-- n 开头的函数

1. nan

1.1 函数说明

函数声明	函数功能
double nan(const char *tagp);	用于返回一个表示 NaN（非数值）的 double 类型数字

参数：

• tagp ： 指向字符串的指针；用于指定 NaN 数字的类型。如果不需要指定类型，则可以将该参数设置为 NULL。

1.2 演示示例

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

int main(void)
{
    double x = 0.0 / 0.0;  // 使用除 0 运算符来生成 NaN 数字
    printf("x: %f\n", x);

    double y = nan(NULL);  // 使用 nan() 函数来生成 NaN 数字
    printf("y: %f\n", y);

    return 0;
}

注意： NaN 数字具有一些特殊的属性，例如与任何数字进行比较都会返回 false，因此在实际编程中需要特别小心处理 NaN 的情况，避免出现异常结果

1.3 运行结果

2. nanosleep

2.1 函数说明

函数声明	函数功能
int nanosleep(const struct timespec *req, struct timespec *rem);	用于暂停当前进程的执行一段指定的时间。相比于 sleep() 函数，nanosleep() 函数可以精确地指定等待时间，以纳秒为单位。

参数：

• req ： 指向 timespec 结构体的指针，用于指定要等待的时间。timespec 结构体包含两个成员变量：tv_sec 表示等待时间的整数部分（秒），tv_nsec 表示等待时间的小数部分（纳秒）。如果 rem 参数不为 NULL，则在函数返回时，未完成的等待时间将被存储在 rem 指向的 timespec 结构体中。
• rem ： 未完成的等待时间

2.2 演示示例

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

int main(void)
{
    struct timespec req = { 0 };
    req.tv_sec = 2;         // 等待时间为 2 秒
    req.tv_nsec = 5000000;  // 加上 5 毫秒

    int ret = nanosleep(&req, NULL);
    if (ret == 0) {
        printf("nanosleep completed\n");
    } else {
        printf("nanosleep interrupted by signal\n");
    }

    return 0;
}

在上述的程序中，

• 我们首先创建一个 timespec 结构体变量 req，用于指定等待时间。在本例中，我们将等待时间设置为 2 秒加上 5 毫秒。
• 接着，我们调用 nanosleep() 函数，并传递 req 变量的地址作为第一个参数。如果函数执行成功（即完成了预定的等待时间），则返回值为 0，否则返回 -1。
• 最后，我们检查函数的返回值，以确定 nanosleep() 是否成功完成。如果返回值为 0，则表示函数已经完成了预定的等待时间；如果返回值为 -1，则说明函数被信号中断。在实际编程中，我们还可以通过检查 errno 变量来获取更具体的错误信息。

3. nearbyint，nearbyintf，nearbyintl

3.1 函数说明

函数声明	函数功能
double nearbyint(double x);	用于将一个浮点数四舍五入到最接近的整数值（double）
float nearbyintf(float x);	用于将一个浮点数四舍五入到最接近的整数值（float）
long double nearbyintl(long double x);	用于将一个浮点数四舍五入到最接近的整数值（long double）

3.2 演示示例

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

int main(void)
{
    double x = 2.3;
    double y = -1.8;

    double z = nearbyint(x);   // 将 2.3 四舍五入到 2
    double w = nearbyint(y);   // 将 -1.8 四舍五入到 -2

    printf("x: %lf, nearbyint(x): %lf\n", x, z);
    printf("y: %lf, nearbyint(y): %lf\n", y, w);

    float xf = 2.5;
    printf("xf: %f, nearbyintf(xf): %f\n", xf, nearbyintf(xf));

    long double xL = -1.3;
    printf("xL: %Lf, nearbyintl(xL): %Lf\n", xL, nearbyintl(xL));

    return 0;
}

注意： nearbyint() 函数对于 0.5 的情况具有特殊处理：如果要转换的数恰好与两个整数的距离相等，则按照偶数方向进行舍入（即选择更接近偶数的整数）。例如，如果要将 2.5 转换为整数，那么将近似到最接近的偶数 2，而不是 3。这种舍入方式称为 “银行家舍入法” 或 “四舍六入五成双”。

3.3 运行结果

4. nextafter，nextafterf，nextafterl

4.1 函数说明

函数声明	函数功能
double nextafter(double x, double y);	用于找出与给定的浮点数最接近的下一个浮点数（double）
float nextafterf(float x, float y);	用于找出与给定的浮点数最接近的下一个浮点数（float）
long double nextafterl(long double x, long double y);	用于找出与给定的浮点数最接近的下一个浮点数（long double）

参数：

• x ： 要查找其下一个浮点数的浮点数
• y ： 给定浮点数的目标值，表示前进方向。

返回值：

• 如果 y 大于 x，则向正无穷方向查找；
• 如果 y 小于 x，则向负无穷方向查找；如果 y 等于 x，则返回 y。

4.2 演示示例

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

int main(void)
{
    double x = 1.0;
    double y = 2.0;

    printf("nextafter(%lf, %lf): %.20lf\n", x, y, nextafter(x, y));      
    printf("nextafter(%lf, %lf): %.20lf\n", y, x, nextafter(y, x));

    float xf = 2.0;
    float yf = 1.0;
    printf("nextafterf(%f, %f): %.20f\n", xf, yf, nextafterf(xf, yf));   

    long double xL = -1.2;
    long double yL = - 1.5;   
    printf("nextafterl(%Lf, %Lf): %.20Lf\n", xL, yL, nextafterl(xL, yL));      

    return 0;
}

注意： 由于计算机内部存储浮点数的方式是有限制的，因此在进行浮点数计算时可能会存在误差。在实际编程中，我们应该特别小心处理这些情况，避免出现异常结果。

4.3 运行结果

5. nexttoward，nexttowardf，nexttowardl

5.1 函数说明

函数声明	函数功能
double nexttoward(double x, long double y);	用于找出与给定的浮点数最接近、并朝着指定方向的下一个浮点数（double）
float nexttowardf(float x, long double y);	用于找出与给定的浮点数最接近、并朝着指定方向的下一个浮点数（float）
long double nexttowardl(long double x, long double y);	用于找出与给定的浮点数最接近、并朝着指定方向的下一个浮点数（long double）

参数：

• x ： 要查找其下一个浮点数的浮点数
• y ： 给定浮点数的目标值，表示前进方向。

返回值：

• 如果 y 大于 x，则向正无穷方向查找；
• 如果 y 小于 x，则向负无穷方向查找；如果 y 等于 x，则返回 y。

5.2 演示示例

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

int main(void)
{
    double x = 1.0;
    long double y = 2.0;

    printf("nexttoward(%lf, %Lf): %.20lf\n", x, y, nexttoward(x, y)); 

    float xf = 3.2;
    printf("nexttowardf(%f, %Lf): %.20f\n", xf, y, nexttowardf(xf, y)); 

    long double xL = 1.9;
    printf("nexttowardl(%Lf, %Lf): %.20Lf\n", xL, y, nexttowardl(xL, y)); 

    return 0;
}

5.3 运行结果

6. newlocale

6.1 函数说明

函数声明	函数功能
locale_t newlocale(int category_mask, const char *locale, locale_t base);	用于创建并返回一个新的本地化环境变量，以便在不同的本地化设置之间进行切换。

参数：

• category_mask ： 指定了要创建的本地化环境变量包含哪些类别。可以使用下列常量按位或来指定：
  • LC_ALL_MASK：表示所有类别。
  • LC_COLLATE_MASK：表示字符串比较和排序规则。
  • LC_CTYPE_MASK：表示字符分类和转换规则。
  • LC_MESSAGES_MASK：表示本地化消息文本。
  • LC_MONETARY_MASK：表示货币格式。
  • LC_NUMERIC_MASK：表示数字格式。
  • LC_TIME_MASK：表示时间和日期格式。
• locale ： 指定了要使用的区域设置名称。如果为 NULL 或空字符串，则使用当前系统默认的本地化设置。
• base ： 指定了要基于的基础本地化环境变量。如果为 NULL，则使用 LC_GLOBAL_LOCALE。

6.2 演示示例

#include <stdio.h>
#include <locale.h>

int main()
{
    // 创建一个新的本地化环境变量，用于解析德语字符串比较和排序规则。
    locale_t loc = newlocale(LC_COLLATE_MASK, "de_DE.UTF-8", LC_GLOBAL_LOCALE);

    // 在新的本地化环境变量下比较两个字符串，并输出比较结果。
    const char *str1 = "äbc";
    const char *str2 = "abc";
    int result = strcoll_l(str1, str2, loc);
    printf("%s %s %s\n", str1, (result < 0 ? "<" : (result > 0 ? ">" : "==")), str2);

    // 释放本地化环境变量
    freelocale(loc);

    return 0;
}

在上述程序中，

• 我们首先使用 newlocale() 函数创建一个新的本地化环境变量 loc，以便比较和排序德语字符串。
• 接着，我们使用 strcoll_l() 函数来在新的本地化环境变量下比较两个字符串 str1 和 str2。
• 最后，我们输出比较结果，并使用 freelocale() 函数释放 loc 变量。

注意： 在实际编程中应该特别注意本地化设置对字符处理、货币格式、时间格式等方面的影响，避免出现不必要的错误。

7. nftw

7.1 函数说明

函数声明	函数功能
int nftw(const char *dirpath, int (*fn)(const char *fpath, const struct stat *sb, int typeflag, struct FTW *ftwbuf), int nopenfd, int flags);	用于递归遍历指定目录下的所有文件和子目录，并对每个文件或目录执行指定操作。

参数：

• dirpath ： 要遍历的目录路径
• fn ： 一个回调函数，用于在遍历过程中对每个文件或目录执行指定操作。该函数的参数如下：
  • fpath ： 当前文件的完整路径。
  • sb ： 当前文件的 struct stat 结构体指针，包含了当前文件的各种属性信息。
  • typeflag ： 表示当前文件的类型，可能为以下值之一：
    • FTW_F：普通文件。
    • FTW_D：目录。
    • FTW_DNR：无法读取的目录。
    • FTW_NS：无法访问的文件（可能是因为权限问题）。
    • FTW_SL：符号链接。
    • FTW_DP：与 FTW_D 相同，但目录本身还未被访问。
    • FTW_SLN：符号链接，指向不存在的文件。
  • ftwbuf ： 一个 struct FTW 结构体指针，包含了一些关于遍历状态的信息。
• nopenfd ： 最大打开文件描述符数
• flags ： 控制遍历行为的标志位，可以使用下列常量按位或来指定：
  • FTW_CHDIR：进入目录后更改工作目录。
  • FTW_DEPTH：深度优先遍历。
  • FTW_MOUNT：不跨越文件系统边界。
  • FTW_PHYS：不跟随符号链接。

7.2 演示示例

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

static int count = 0;

int print_file_info(const char *fpath, const struct stat *sb, int typeflag, struct FTW *ftwbuf)
{
    // 打印文件路径和类型
    printf("%s ", fpath);
    if (typeflag == FTW_F) {
        printf("(file)\n");
    } else if (typeflag == FTW_D) {
        printf("(dir)\n");
    } else {
        printf("(other)\n");
    }

    // 计数器加一
    count++;

    return 0;
}

int main(void)
{
    int result = nftw(".", print_file_info, 10, FTW_PHYS);

    if (result == -1) {
        perror("nftw");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Total files and directories: %d\n", count);

    return 0;
}

在上述的程序中，

• 我们首先定义了一个回调函数 print_file_info()，用于打印每个文件或目录的路径和类型，并将计数器加一。
• 接着，我们调用 nftw() 函数来递归遍历当前目录下的所有文件和子目录，并对每个文件或目录执行 print_file_info() 函数。
• 最后，我们输出遍历总数。

注意： 在实际编程中应该特别注意文件访问权限等问题，以避免出现不必要的错误。

7.3 运行结果

8. nice

8.1 函数说明

函数声明	函数功能
int nice(int inc);	它是一个系统调用，可将进程截止到当前用户的最大优先级减少指定的优先级，以更改进程的调度优先级。较高的 niceness 值意味着较低的优先级。

参数：

• inc ： 要增加或减少的优先级值。如果 inc 的值为正数，则表示将进程的优先级降低；如果 inc 的值为负数，则表示将进程的优先级提高。通常情况下，只有具有 root 权限的进程才能将自己的优先级升高。

8.2 演示示例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    // 输出当前进程的初始优先级
    printf("Initial nice value: %d\n", nice(0));

    // 将进程的优先级减少 10
    int result = nice(10);
    if (result == -1) {
        perror("nice");
    } else {
        printf("New nice value: %d\n", result);
    }

    return 0;
}

在上述程序中，

• 我们首先使用 nice(0) 函数输出当前进程的初始优先级；
• 接着，我们使用 nice(10) 函数将进程的调度优先级降低 10；
• 最后将新的优先级值输出到终端。

注意： 由于 nice() 函数并不是标准 C 库中的函数，因此在编译时需要传递 -posix 参数或其他类似参数以启用 POSIX 标准。在实际编程中应该特别注意优先级修改对进程正常运行的影响，以避免出现不必要的错误。

9. nl_langinfo

9.1 函数说明

函数声明	函数功能
char *nl_langinfo(nl_item item);	它是一个 POSIX 标准函数，用于获取当前本地化环境下的语言环境信息。它可以返回一些与语言、货币、日期和时间格式等相关的信息。

参数：

• item ： 指定要获取的本地化信息。可以使用下列常量之一来指定：
  • ABDAY_*：星期缩写名称（0 ~ 6 表示周日到周六）。
  • DAY_*：星期全称（0 ~ 6 表示周日到周六）。
  • ABMON_*：月份缩写名称（0 ~ 11 表示一月到十二月）。
  • MON_*：月份全称（0 ~ 11 表示一月到十二月）。
  • AM_STR：上午字符串。
  • PM_STR：下午字符串。
  • D_FMT：日期格式字符串。
  • T_FMT：时间格式字符串。
  • ERA：纪元字符串。
  • ERA_D_T_FMT：带日期和时间的纪元字符串。
  • ERA_D_FMT：仅带日期的纪元字符串。
  • ERA_T_FMT：仅带时间的纪元字符串。
  • ALT_DIGITS：非十进制数字字符。

9.2 演示示例

#include <stdio.h>
#include <langinfo.h>

int main(void)
{
    char *time_fmt = nl_langinfo(T_FMT);
    char *date_fmt = nl_langinfo(D_FMT);

    printf("Time format: %s\n", time_fmt);
    printf("Date format: %s\n", date_fmt);

    return 0;
}

在上述的程序中，

• 我们使用 nl_langinfo(T_FMT) 函数获取当前本地化环境下的时间格式字符串，并将其输出到终端。
• 接着，我们使用 nl_langinfo(D_FMT) 函数获取当前本地化环境下的日期格式字符串，并将其输出到终端。

注意： 在实际编程中应该特别注意处理不同本地化环境下信息的差异，以避免出现不必要的错误。

10. nrand48

10.1 函数说明

函数声明	函数功能
long nrand48(unsigned short xsubi[3]);	用于生成带有指定状态的随机数。它使用 48 位整数来表示随机数的状态，可以方便地切换不同的随机数生成器状态。

参数：

• xsubi ： 一个包含 3 个 16 位无符号整数的数组，表示了当前随机数生成器的状态。如果想更改随机数生成器的状态，只需修改 xsubi 数组即可。

10.2 演示示例

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

int main(void)
{
    unsigned short seed[3];
    seed[0] = (unsigned short) time(NULL);
    seed[1] = (unsigned short) getpid();
    seed[2] = 12345;

    srand48(seed);

    printf("Random number: %ld\n", nrand48(seed));

    return 0;
}

在上述的程序中，

• 我们首先创建了一个包含 3 个 16 位无符号整数的数组 seed，并将其用作随机数生成器的种子。
• 接着，我们使用 srand48() 函数初始化随机数生成器，并使用 nrand48() 函数生成一个随机数，并将其输出到终端。

注意： 由于 nrand48() 函数生成的是伪随机数，因此在实际使用时需要注意选择足够复杂的种子，并采取适当的加密措施以避免出现不必要的安全问题。

11. ntohl，ntohs

11.1 函数说明

函数声明	函数功能
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);	用于将网络字节序（大端序）转换为主机字节序（小端序）。
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);	用于将网络字节序（大端序）转换为主机字节序（小端序）。

参数：

• netlong ： 表示要转换的 32 位整数。
• netshort ： 表示要转换的 16 位整数。

11.2 演示示例

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <netinet/in.h>

int main(void)
{
    uint32_t num1 = 0x12345678;
    uint16_t num2 = 0x5678;

    printf("Original value (hex):\n");
    printf("num1: %08X\n", num1);
    printf("num2: %04X\n", num2);

    num1 = ntohl(num1);
    num2 = ntohs(num2);

    printf("Converted value (hex):\n");
    printf("num1: %08X\n", num1);
    printf("num2: %04X\n", num2);

    return 0;
}

注意： 在实际编程中应该特别注意不同平台之间的字节序差异，以避免出现不必要的错误。