【C】内存操作函数

阿伟@t

发布于 2023-10-10 14:43:08

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发布于 2023-10-10 14:43:08

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前言：继字符函数与字符串函数（下）本章来介绍一组内存操作函数，内容如下：

内存操作函数 mon- memory记忆即内存 memcpy memmove memset memcmp 这些函数头文件都是#include<string.h>， 与前两篇内容中的函数有所区别也有相似之处，对比学习最好， 下面是前两篇内容的链接： 【C】字符函数和字符串函数（上） 【C】字符函数和字符串函数（下）

1、memcpy内存拷贝函数

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置。
这个函数在遇到’\0’的时候并不会停下来。
如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

注： 因为是void类型，所以不管什么类型都可以进行拷贝，这里可以与前面所学的strncpy函数进行比较学习，具体内容见【C】字符函数和字符串函数（上） size_t num指的是拷贝的内容的大小。

int main()
{
	
	/*int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[10] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, 20);*/

	float arr3[] = { 1.0f,2.0f,3.0f,4.0f };
	float arr4[5] = { 0.0 };
	memcpy(arr4, arr3, 8);

	return 0;

}

对注释中的代码进行监视，得到如上图，说明函数将arr1中的前5个元素放到了arr2中，int型是4个字节，5个元素字节就是20个，所以后面的num=20。

如上监视：上面代码将arr3中的前两个元素复制到了arr4中 float类型也是4个字节，所以num=8.

那么如果num不变，而将arr2复制到arr1呢？我们得到以下结果：

memcpy函数模拟

要想将一个空间中的内容拷贝到另一个空间，需要一个字节，一个字节地拷贝，效果如下图：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, void* src, size_t num)
{
	void* ret = dest;
	assert(dest);
	assert(src);//dest和src都不能为空
	while (num--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
	//*dest = *src;//void* 类型不能解引用，需要进行强制类型转换
	//*(char*)dest = *(char*)src;//char*的指针解引用，访问的是一个字节
	//(char*)dest++;//++是作用于dest的，而dest是void*类型的，不能++，所以强制类型转换没有用
	//（(char*)src）++;//这个代码在某些编译器可以运行，而有些不行，不太规范
		dest = (char*)dest + 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);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	/*float arr3[] = { 1.0f,2.0f,3.0f,4.0f };
	float arr4[5] = { 0.0 };
	my_memcpy(arr4, arr3, 8);*/
	return 0;
}

那我们可不可以将12345，拷贝到34567的位置呢？根据需求，我们将主函数部分改为如下：

通过监视，我们发现结果不尽如人意：

产生原因：

接下来我们将进行改进：

通过观察，我们可以发现第二种方法更为简单，将src后面用一种方式处理，src前面用一种方式处理。

//改进
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, void* src, size_t num)
{

	void* ret = dest;
	assert(dest);
	assert(src);//dest和src都不能为空

	if(dest < src)//区域一 前->后
	{ 
		while (num--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			//*dest = *src;//void* 类型不能解引用，需要进行强制类型转换
			//*(char*)dest = *(char*)src;//char*的指针解引用，访问的是一个字节
			//(char*)dest++;//++是作用于dest的，而dest是void*类型的，不能++，所以强制类型转换没有用
			//（(char*)src）++;//这个代码在某些编译器可以运行，而有些不行，不太规范
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else //二三区域 后->前
	{
		while (num--)//先使用后-- 先使用num，然后num-1
		{
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
		}
	}
	return ret;
}
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memcpy(arr1 + 2, arr1, 20);
	return 0;
}

注意：如上我们实现了代码的改进，实际上是实现了memmove函数的功能在c语言中规定： memcpy专用于不重叠拷贝的实现，可能有些编译器可以实现memmove的功能，但是不是所有，这种用法不符合标准规定 memmove专用于重叠拷贝的实现,但是不重叠的它也可以拷贝可以说mememove包含memcpy，但反过来不行

2、 memmove

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

**- 和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。

如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。** 举例：

/* memmove example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char str[] = "memmove can be very useful......";
  memmove (str+20,str+15,11);
  puts (str);
  return 0;
}

3、 memcmp函数

查看定义我们可以知道此函数用法与strncmp函数相似， 区别是定义的类型不同 strncmp定义的是char*类型，而memcmp定义void*，可以使用任意类型

int memcmp ( const void * ptr1, 
             const void * ptr2, 
             size_t num );

比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节返回值如下：

示例：这里的数组元素可自行修改来验证

int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,0,5 };//01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 00 00 00 00 ..
	int arr2[] = { 1,2,3,4,0 };//01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00 ..
	int ret = memcmp(arr1, arr2, 13);
	printf("%d\n", ret);

	return 0;
}

4、memset

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5 };
	memset(arr, 1, 9);
	int i = 0;

	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}

	return 0;
}

内存分析