Thư viện của ngôn ngữ C

1. Khái niệm

   Thư viện trong ngôn ngữ C là tập hợp các thành phần được xây dựng sẵn, cho phép lập trình viên sử dụng ở nhiều vị trí trong một hoặc nhiều chương trình, qua đó góp phần giảm công sức và nâng cao độ tin cậy của mã nguồn.

   Về mặt kỹ thuật, thư viện bao gồm hai thành phần chính:

   • Tập tin header (*.h): Chứa các khai báo hàm, khai báo kiểu dữ liệu, macro, hằng số, khai báo biến dùng chung và các chỉ thị tiền xử lý cần thiết.
   • Phần cài đặt (library implementation): Được viết bằng ngôn ngữ C hoặc ngôn ngữ mức thấp hơn, sau đó biên dịch thành các tập tin thư viện như .a, .lib, .so hoặc .dll (tùy thuộc vào hệ thống và trình biên dịch).

2. Phân loại thư viện

   1. Thư viện chuẩn (Standard Library)

      Thư viện chuẩn là một phần của chuẩn C (ANSI C / ISO C), cung cấp các chức năng cơ bản để thực hiện những tác vụ phổ biến như nhập/xuất dữ liệu, xử lý chuỗi, tính toán số học và quản lý bộ nhớ.

      Bảng dưới đây mô tả một số tập tin của thư viện chuẩn.

      Tập tin	Chức năng
      stdio.h	Cung cấp các hàm nhập/xuất chuẩn
      stdlib.h	Cung cấp các hàm tiện ích như quản lý bộ nhớ động, chuyển đổi kiểu dữ liệu, điều khiển chương trình
      string.h	Cung cấp các hàm xử lý chuỗi ký tự
      math.h	Cung cấp các hàm toán học cơ bản và nâng cao
      time.h	Cung cấp các hàm xử lý thời gian và ngày tháng
      assert.h	Cung cấp macro assert() để kiểm tra điều kiện trong quá trình thực thi chương trình
      errno.h	Định nghĩa biến toàn cục errno và các mã lỗi tiêu chuẩn

      Trong môi trường WinLibs sử dụng MinGW-w64 đã trình bày ở bài trước, các tập tin header của thư viện chuẩn chứa trong thư mục \winlibs\mingw64\x86_64-w64-mingw32\include.

   2. Thư viện của bên thứ ba (Third-Party Libraries)

      Thư viện của bên thứ ba là các thành phần được phát triển bởi tổ chức hoặc cá nhân độc lập, cung cấp các chức năng mở rộng mà thư viện chuẩn không hỗ trợ hoặc chỉ hỗ trợ ở mức hạn chế.

      Một số thư viện phổ biến trong lập trình C:

      • GTK: Thư viện hỗ trợ xây dựng các ứng dụng giao diện đồ họa.
      • OpenSSL: Cung cấp các chức năng mã hóa và giao tiếp mạng an toàn.
      • SDL: Thư viện hỗ trợ xử lý đồ họa, âm thanh và thiết bị nhập liệu, thường dùng trong phát triển game và ứng dụng đa phương tiện.

   3. Sử dụng thư viện trong C

      Ngôn ngữ C cung cấp một hệ thống thư viện phong phú, trong đó thư viện chuẩn (Standard Library) giữ vai trò trung tâm. Các hàm thuộc thư viện chuẩn được khai báo trong các tập tin tiêu đề (header files) và được định nghĩa ở các thư viện tương ứng.

      Hệ thống thư viện của ngôn ngữ C đóng vai trò quan trọng trong việc mở rộng và hoàn thiện khả năng của ngôn ngữ; việc sử dụng các hàm thư viện giúp giảm khối lượng mã nguồn cần viết, chuẩn hóa các thao tác thường gặp, đồng thời nâng cao tính chính xác, hiệu năng và khả năng bảo trì của chương trình.

      Trong phạm vi khóa học này, các hàm thư viện thường dùng sẽ được giới thiệu theo từng chủ đề, kèm theo ví dụ minh họa cụ thể, nhằm giúp người học nắm vững cách sử dụng và vận dụng linh hoạt trong quá trình xây dựng chương trình C.