C语言内存函数
本文介绍了C语言中四个内存操作函数的使用与实现方法。首先分析了memcpy函数的功能及使用注意事项,指出其不能处理内存重叠的问题,并给出了模拟实现。接着介绍了memmove函数,它能正确处理内存重叠情况,通过分类讨论实现了从前向后或从后向前复制的模拟版本。最后简要说明了memset和memcmp函数的功能及使用示例。文章重点比较了memcpy和memmove的区别,强调在处理内存重叠时应使用mem
一、memcpy函数的使用和模拟实现
(一)memcpy函数的使用
void* memcpy(void* destination, const void* source, size_t num);
1.函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination指向的内存的位置;
2.这个函数在遇到'\0'的时候并不会停下来;
3.如果source和destination有任何的重叠,复制的结果都适合未定义的。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
int arr1[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int arr2[10] = { 0 };
memcpy(arr2, arr1, 20);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%2d", arr2[i]);
}
return 0;
}
![]()
(二)memcpy函数的模拟实现
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* dst, const void* src, size_t num)
{
void* ret = dst;
assert(dst && src);
while (num--)
{
*(char*)dst = *(char*)src;
dst = (char*)dst + 1;
src = (char*)src + 1;
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[10] = { 0 };
my_memcpy(arr2, arr1, 20);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%2d", arr2[i]);
}
return 0;
}
![]()
接下来,我们来探讨一下“source和destination有任何的重叠,复制的结果都适合未定义的。”这种问题:
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* dst, const void* src, size_t num)
{
void* ret = dst;
assert(dst && src);
while (num--)
{
*(char*)dst = *(char*)src;
dst = (char*)dst + 1;
src = (char*)src + 1;
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[10] = { 0 };
my_memcpy((arr1)+2, arr1, 20);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf(" %d", arr1[i]);
}
return 0;
}
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这里我们可以看出,我们自己模拟实现的my_memcpy函数并不能实现重叠空间的正常拷贝,原因是当我们拷贝完第一个1,2时,原来3,4的位置就已经变为了1,2,所以以后拷贝的就全部都是1,2。
然而,当我们用C语言库中的memcpy函数时,
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[10] = { 0 };
memcpy((arr1)+2, arr1, 20);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf(" %d", arr1[i]);
}
return 0;
}
![]()
虽然这里是正确的,但是我们必须要强调,有重叠部分的拷贝时,不要用memcpy,我们应该交给memmove来处理。
二、memmove函数的使用和模拟实现
(一)memmove函数的使用
void* memmove(void* destination, const void* source, size_t num);
1memmove与memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的;
2.如果源空间和目标空间出现重叠,就得使用memmove函数处理。
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[10] = { 0 };
memmove((arr1)+2, arr1, 20);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf(" %d", arr1[i]);
}
return 0;
}
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(二)memmove函数的模拟实现
模拟实现memmove我们有一个关键点需要解决,那就是如何解决内存重叠的问题?
当目标内存在源内存后面,且二者有重叠部分时,一旦我们从前向后赋值,必然会导致一部分源内存被修改。但是,如果我们采用从后向前赋值呢?
我们会惊奇的发现,竟然是可行的。那么我们又会思考是不是每一个情况都可以用从后向前来解决?其实并不是。
当目标内存在源内存前面,且二者有重叠部分时,一旦我们从后向前赋值,必然也会导致一部分源内存被修改。
所以,此时我们就应该分类讨论了,一种比较简单的分类情况是:
1.当目标内存在源内存前面,且二者有重叠部分时,我们采用从前向后赋值;
2.其余情况我们一律采用从后向前赋值。
所以我们就可以来模拟实现memmove函数:
void* my_memmove(void* dst, const void* src, size_t num)
{
void *ret= dst;
if (dst < src)
{
while (num--)
{
*((char*)dst) = *((char*)src);
dst = (char*)dst + 1;
src = (char*)src + 1;
}
}
else
{
while (num--)
{
*((char*)dst+num) = *((char*)src+num);
}
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[10] = { 0 };
my_memmove((arr1)+2, arr1, 20);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf(" %d", arr1[i]);
}
return 0;
}
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三、memset函数的使用
void* memset(void* ptr,int value ,size_t num);
memset使用来设置内存的,将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容。
int main()
{
char str[] = "hello world.";
memset(str, 'x', 6);
printf("%s", str);
return 0;
}
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四、memcmp函数的使用
int memcmp(const void* ptr1,const void * ptr2,size_t num)
比较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始,向后num个字节。
返回值如下:
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
int arr2[] = { 1,2,3,4,9,9,9,9 };
int ret = memcmp(arr1, arr2, 16);
printf("%d", ret);
}
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int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };
int arr2[] = { 1,2,3,4,9,9,9,9 };
int ret = memcmp(arr1, arr2, 20);
printf("%d", ret);
}
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