【内存操作函数内功修炼】memcpy + memmove + memcmp + memset（四）

2022 年 9 月 21 日
四川
本文字数：2714 字
阅读完需：约 9 分钟

1. memcpy - 内存拷贝

前面我们学习了 strcpy 和 strncpy，用于拷贝字符串的库函数，但是，假设我们需要拷贝其他类型的数据呢？比如 浮点型、整型、结构体 ？

这个时候就引出了 memcpy，它不关系是什么类型的数据，只要是存放在内存中的，都可以进行拷贝。

🍑 函数介绍

void* memcpy(void* dest, const void* src, size_t num);

复制代码

memcpy 函数是一个用于拷贝两个不相关的内存块的函数。

memcpy 函数会从 src 的位置开始向后复制 num 个字节的数据到 dest 的内存位置，并返回 dest 的首地址。

注意：

1、memcpy 函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。

2、如果 src 和 dest 有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

3、memcpy 函数在拷贝的时候，不知道会被用来拷贝什么样的数据类型，所以参数的类型为 void*（可接收任意类型指针）。

📝 代码实现

假设要把 str1 数组中的前 5 个元素拷贝到 str2 中

#include <stdio.h>#include <string.h>
int main(){  int str1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };  int str2[5] = { 0 };
  memcpy(str2, str1, 5 * sizeof(str1[0]));
  for (int i = 0; i < 5; i++) {    printf("%d ", str2[i]);  }
  return 0;}

复制代码

🌟 运行结果

🍑 模拟实现

假设要把 str1 数组中的后 5 个元素拷贝到 str2 中👇

进入 my_memcpy 函数体，首先保存 dest 的起始位置，便于之后返回。然后循环 num 次，每次将 src 中的一个字节的内存数据拷贝到 dest 中的对应位置；然后 dest 和 src 指针后移继续拷贝，拷贝结束后返回 dest 原来的首地址即可。在对 dest 和 src 指针进行操作时，要先将它们强制类型转换为 char* 类型的指针。 (char* 类型的指针可以向后访问一个字节的内容)

📝 代码实现

#include <assert.h>#include <stdio.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num) {  assert(dest && src);  void* start = dest;  while (num--) {    *(char*)dest = *(char*)src;    dest = (char*)dest + 1;    src = (char*)src + 1;  }  return start;}
int main(){  int str1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };  int str2[5] = { 0 };
  my_memcpy(str2, str1+5, 5 * sizeof(str1[0]));
  for (int i = 0; i < 5; i++) {    printf("%d ", str2[i]);  }
  return 0;}

复制代码

🌟 运行结果

2. memmove - 内存拷贝

memmove 和 memcpy 的作用是一模一样的，但是唯一的差别就是 memmove 函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。

而 memcpy 函数的源内存块和目标内存块是不可以重叠的。

🍑 函数介绍

void* memmove(void* dest, const void* src, size_t num);

复制代码

注意：

1、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。

📝 代码实现

假设我们要把 str1 数组中的 1、2、3、4、5，拷贝放到 3、4、5、6、7 的位置

#include <stdio.h>#include <string.h>
int main(){  int str1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  memmove(str1 + 2, str1, 20);
  for (int i = 0; i < 10; i++) {    printf("%d ", str1[i]);  }
  return 0;}

复制代码

🌟 运行结果

🍑 模拟实现

假设我们要把 str1 数组中的 1、2、3、4、5，拷贝放到 3、4、5、6、7 的位置👇

那么这个怎么模拟实现呢？其实很简单，往下看👇

这种情况是 倒着拷，但是还有一种，假设我们要把 str1 数组中的 3、4、5、6、7 拷贝放到 1、2、3、4、5 的位置👇

那么这个怎么模拟实现呢？其实很简单，往下看👇

所以我们要分类讨论，通过画图可以得知，可以分为三类情况；第一类：当 dest 指针位于 src 指针内存块左边，采用 从前向后 拷贝。

第二类：当 dest 指针位于 src 指针内存块里面，采用 从后向前 拷贝。

第三类：当 dest 指针位于 src 指针内存块右边，采用 从前向后 和 从后向前 都可以。

**注：**当 dest 指针与 src 指针位于同一位置时不用拷贝。

📝 代码实现

#include <assert.h>#include <stdio.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num) {  assert(dest && src);  void* start = dest;    if (dest < src) {  //从前向后    while (num--) {      *(char*)dest = *(char*)src;      dest = (char*)dest + 1;      src = (char*)src + 1;    }  }  else { //从后向前    while (num--) {      *((char*)dest + num) = *((char*)src + num);    }  }
  return start; //返回dest的起始地址}
int main(){  int str1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  my_memmove(str1 + 2, str1, 20);
  for (int i = 0; i < 10; i++) {    printf("%d ", str1[i]);  }
  return 0;}

复制代码

🌟 运行结果

3. memcmp - 内存比较

🍑 函数介绍

int memcmp(const void* buf1, const void* buf2, size_t count);

复制代码

memcmp 函数是一个用于比较两个内存块大小的函数。

它会比较从 buf1 和 buf2 指针开始的 count 个字节；

当 buf1 大于 buf2 的时候返回一个 大于 0 的数；

当 buf1 等于 buf2 的时候返回 0；

当 buf1 小于 buf2 的时候返回一个 小于 0 的数。

📝 代码实现

#include<stdio.h>#include<string.h>
int main(){  int str1[] = { 1,2,3,4 };  int str2[] = { 1,2,4,5 };
  int ret1 = memcmp(str1, str2, 8);  int ret2 = memcmp(str1, str2, 9);
  printf("%d\n", ret1);  printf("%d\n", ret2);
  return 0;}

复制代码

🌟 运行结果

在 VS2019 编译器下，内存采用的是 小端字节序 存储方式，str1 和 str2 在内存中的存储形式如图所示👇

所以，当比较字前 8 个字节数时，str1 等于 str2，所以返回值为 0；

当比较字前 9 个字节数时，前 8 个字节是相等的，第 9 个字节是 str1 小于 str2，所以返回值为 小于 0；

4. memset - 内存设置

🍑 函数介绍

void *memset( void *dest, int c, size_t count );

复制代码

memset 函数可以将内存块的某一部分设置为特定的字符。

第一个参数 dest 是开始设置内存的起始位置；

第二个参数 c 是要将内存设置成的字符；

第三个参数 count 是从起始位置开始需要设置的内存的字节数。

注意： memset 函数设置内存的时候是一个字节一个字节地设置的。

📝 代码实现

假设我们要把 arr 数组中的前 10 个字节数设置为 0

#include<stdio.h>#include<string.h>
int main(){  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  memset(arr, 0, 10);
  for (int i = 0; i < 10; ++i) {    printf("%d ", arr[i]);  }
  return 0;}