如果在你的源代码中经常见到如下代码：
/* To Identify a letter */
if ((i >= 'a' && i = 'A' && i <= 'Z'))

/* To Identify a digit */
if ( i >= '0' && i <= '9')

这说明你对头文件理解的不是很好，而也恰恰是为了减少代码中重复出现的各种'字符分类'代码而设置的。

中的接口常用来进行数据的校验和分类，如在我们的项目中它常被用来校验原始数据的'符合性'。比如说一个11位的手机号码就必须是一个全数字的字符串，我们可以选择'isdigit'来进行测试，如果返回失败，则说明原始数据不符合要求，校验失败。

首先这里有两件事不会提及，首先是对中各个接口的说明，你可以参见'ANSI C标准'文档，也可以参考各种C手册来找到你的答案；另外一点就是暂不考虑locale对中各种接口行为的影响问题，我们仅仅在'C' locale的范围内考虑问题。

Ok，有了上面两个前提，我们就可以考虑如何实现了。传统的方案，同时也是P.J.Plauger实现方案之一，那就是使用'Translation Table'和宏。宏的好处大家都很明了，不外乎可读性好+性能优越，它也是C程序员一直偏爱的工具，尽管现在很多人对之嗤之以鼻，我们依然在很多的源代码中大量的见到它的身影。

P.J.Plauger的实现方案有三个值得注意的地方：
首先我们来看看他声明的(摘录其中一部分)

/* ctype.h */
#ifndef _CTYPE
#define _CTYPE

/* _Ctype code bits */
#define _XA 0×200 /* extra alphabetic */
#define _XS 0×100 /* extra space */
#define _BB 0×80 /* BEL, BS, etc */
#define _CN 0×40 /* CR, FF, HT, NL, VT */
#define _DI 0×20 /* '0' ~ '9' */
#define _LO 0×10 /* 'a' ~ 'z' */
#define _PU 0×08 /* punctuation */
#define _SP 0×04 /* space */
#define _UP 0×02 /* 'A' ~ 'Z' */
#define _XD 0×01 /* '0' ~ '9', 'a' ~ 'z', 'A' ~ 'Z' */

int isdigit(int);
extern const short *_Ctype;
….

#define isdigit(c) (_Ctype[(int)(c)] & _DI)

#endif

/* isdigit.c */
#include

#define XDI (_DI|_XD)
… …

int (isdigit)(int c)
{
 return (_Ctype[c] & _DI);
}

中有一处奇怪的地方，那就是每个接口函数都有一个同名的宏与之对应。再看看isdigit.c中isdigit接口的实现是int (isdigit)(int c)，而不是int isdigit(int c)，如果是后者，编译都会有问题。不是很了解P.J.Plauger为什么要这么做，Maybe是为了提供多种字符处理的方案，你可以这样来使用宏：
int a = 0;
a = isdigit(5);

同样你也可以这样来选择使用函数接口：
int  b = 0;
b = (isdigit)(5);

第二个值得注意的地方就是'Translation Table'转换的原理了，以检查digit为例，先看看ctype_tab表是什么样子的：
static const short ctype_tab[257] = { 0, /* EOF */
…, …, …,
…, …, …,
…
…
…
…, XDI, …,
…
};
const short * _Ctype = &ctype_tab[1];

注意这个表支持另外一个额外的值'EOF'宏，这样表的大小就是257，而非256了。

当我们调用isdigit的时候，如：
c = '5';
if (isdigit(c)) {
 printf("c is a digit\n");
} else {
 printf("c is not a digit\n");
}

如上面isdigit实现，它把参数作为index在转换表中找到相应表项，然后与_DI宏做'与'操作。如c = '5'，其在ASCII码表中的index为53，我们在转换表中找出index为53的那个表项是XDI，然后XDI & _DI，结果为真。当然转换表中的表项都是事先按照ASCII码标安排好的。

第三个值得注意的地方就是ctype_tab数组类型为short。按照P.J.Plauger的说法他之所以选择short而非unsigned char类型是因为他觉得这样的实现拥有最大的portability，易于以后支持其他各种locale。当然如果你能完全排除支持其他locale的念头，你大可使用unsigned char，而且这样可以更好的节省空间。

中还提供toupper和tolower两个接口，这两个接口的实现也分别各需要一个转换表。这里就不详细叙述了。

附录
P.J.Plauger版本C标准库实现分析之'assert.h'

I believe that seeing a realistic implementation of the Standard C library can help you better understand how to use it.
                                                                                  — P.J.Plauger

按照字母序首先我们来看看<assert.h>，这个文件提供的接口功能很简单，但却是我们极其常用的功能-断言机制(如果条件为False，则输出Diagnostics信息，然后Abort)。当然在最终产品中使用断言并不是一种好的方法，不过断言是一种很有用的帮助我们调试程序的好工具。

我们一般在程序的调试版本中使用断言机制，一般用来对Input进行Validation，输出一些Diagnostics信息。如：
assert((idx > 10) && (idx < 100));

<assert.h>中提供一个宏assert，这个宏的功能由另一个宏NDEBUG(标志是否是DEBUG版本)决定。如果NDEBUG宏在你include <assert.h>时没有被定义，这时断言功能开启；否则断言功能关闭。如：

#define NDEBUG
#include <assert.h> /* 此时断言功能关闭 */

你也大可不必在你的各个源文件中控制断言功能的开关，在编译器选项中同样可以定义NDEBUG宏，如gcc -DNDEBUG test.c，当然对于大的project，这些是应该放在Makefile中的，这样的结果就相当于在你所有#include <assert.h>的地方之前定义了NDEBUG宏，也就是说在每个编译单元中，断言功能都是关闭的。

assert宏看起来很简单，但是由于其是C标准库提供的接口，所以在实现的时候需要考虑的更加细致和全面一些。从上面的叙述上来看assert.h文件的结构应该大致如下：
#undef assert
#ifdef NDEBUG
#define assert(test) ((void)0)
#else
#define assert(test) …
#endif

我们可以很轻松的就拿出一个assert的实现版本：
/* NDEBUG not defined */
#define assert(test) if (!(test)) \
 fprintf(stderr, "Assertion Failed: %s, file %s, line %d\n", \
 #test, __FILE__, __LINE__); \

那么这个版本的实现可以接受不，答案是不能。原因有以下几点：
1) 这个实现中直接用到了stderr和fprintf，这两个符号都是在<stdio.h>中声明的，但是C标准库头文件基本上都是各自独立的，在<assert.h>中是不会再包含其他头文件的，那么这就要求使用assert的程序自己包含<stdio.h>，这显然不符合一个C标准库的基本要求；
2) assert宏应该最终展开为一个void expression，因为用户很可能在他们的程序中写出像(assert(0 < x), x < y)这样的代码来，而在上面的实现版本中，显然assert展开后不是一个void expression。

我们再来看看P.J.Plauger的实现版本：
/* NDEBUG not defined */
void _Assert(char *);
#define _STR(x) _VAL(x)
#define _VAL(x) #x
 
#define assert(test) (test) ? (void)0 \
 : _Assert(__FILE__ ":" _STR(__LINE__) " " #test)

/* in xassert.c */
#include <assert.h>
#include <stdio.h>

void _Assert(char *msg) {
 fprintf(stderr, "%s — assertion failed\n", msg);
 abort();
}
 
分析一下这一版本的实现，首先assert宏并没有直接调用任何库输出函数，而是调用了一个自己实现的函数_Assert，把向stderr输出诊断信息的活都交给了_Assert。_STR和_VAL是两个辅助宏，用来将__LINE__字符串化。这里比较难懂的地方就是_Assert(__FILE__ ":" _STR(__LINE__) " " #test)这一句，其实这个也很好理解。看看下面语句的执行结果：
printf("%s\n", "Hello" " " "Tony!");
执行上面语句你会看到Hello Tony!，这样一来实际上_Assert(__FILE__ ":" _STR(__LINE__) " " #test)就可以被理解为：
_Assert("THE_FILENAME_STRING" ":" "THE_LINE_STRING" " " "THE_TEST_STRING")