07 標準ライブラリ関数まとめ（math / stdio / stdlib / string）

C言語の標準ライブラリには、数学計算・入出力・変換・文字列操作などの便利な関数が用意されている。2級では「どの関数がどのヘッダに属するか」「戻り値の型と意味」がよく問われる。ここでは試験範囲の4つのヘッダ（<math.h> / <stdio.h> / <stdlib.h> / <string.h>）の主な関数を表にまとめる。

07-1 数学関数（math.h）

数値計算を行う関数群。引数・戻り値は基本的に double 型。三角関数の角度はラジアンで与える。

07-2 入出力関数（stdio.h）

画面・キーボード・ファイルとの入出力を行う。まず覚えるべき用語・定数から。

ファイルのオープンとクローズ

文字単位の入出力

文字列・行単位の入出力

書式付き入出力

07-3 一般ユーティリティ関数（stdlib.h）

文字列→数値の変換、乱数、整数の絶対値などの汎用関数。

07-4 文字列操作関数（string.h）

文字列（char 配列）のコピー・連結・比較・検索・長さを扱う。詳しくは 01 文字列操作 の章も参照。

07-5 使用例（C89スタイル）

変数宣言は関数の先頭でまとめて行う（C89）。下は各ヘッダの関数を1つずつ使った例。

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

int main(void)
{
    char  msg[20];        /* 変数はすべて先頭でまとめて宣言（C89） */
    int   len;
    int   n;
    double r;

    strcpy(msg, "Hello");      /* "Hello" をコピー */
    len = strlen(msg);          /* 5（'¥0' は数えない） */
    n   = atoi("123");          /* 文字列 "123" → 整数 123 */
    r   = sqrt(16.0);           /* 平方根 → 4.0 */

    printf("msg=%s len=%d¥n", msg, len);
    printf("n=%d  sqrt(16)=%f¥n", n, r);
    return 0;
}

実行結果：

msg=Hello len=5
n=123  sqrt(16)=4.000000

07-6 まとめ

• math.h：sin/cos/tan/exp/log/pow/sqrt/ceil/floor/fabs。fabs は double。
• stdio.h：fopen/fclose、fgetc/fputc、fgets/fputs/puts、fprintf/sprintf など。fopen 失敗は NULL。
• stdlib.h：atof/atoi/atol（文字列→数値）、rand/srand、abs/labs。
• string.h：strcpy/strcat/strcmp/strchr/strstr/strlen ほか。strcmp は等しいと 0、strlen は '¥0' を数えない。
• 3つの「終わり・空」：EOF＝ファイル終端 ／ NULL＝空ポインタ ／ '¥0'＝文字列終端。

07-7 理解度チェック