C语言之内存函数

1. memcpy 使⽤和模拟实现

函数声明如下：

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

memcpy函数和strncpy函数很相似，

1. 只不过strncpy函数只能处理字符数组，而memcpy函数可以处理任意类型的数据
2. strncpy函数会在目标字符数组结尾添加’\0’，而memcpy函数则不会
3. 都在string.h库函数中

1.1 memcpy 函数的使用

代码一：
将arr1中的1 2 3 4 5 拷贝到arr2中

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[20] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, 5*sizeof(int));
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;
}

代码运行结果如下：

memcpy函数有三个参数

1. 参数一为需要拷贝的目标地址
2. 参数二为拷贝数据来源的地址
3. 参数三为需要拷贝的字节大小
   在上述代码中，传给了memcpy函数20个字节的大小
   因为整型是4个字节，所以只会拷贝前5个数据

代码二：
将arr1中的4 5 6 7 8拷贝到arr2中

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[20] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1+3, 5*sizeof(int));
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;
}

代码三：
将arr1中的字符串拷贝到arr2中

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "Hello \0World!";
	char arr2[20] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, 13);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 13; i++)
	{
		printf("%c", arr2[i]);
	}
	return 0;
}

代码运行结果如下：

memcpy函数在拷贝数据时，遇到\0时不会停下来

代码四：
将arr中的 1 2 3 4 5 拷贝到arr中4 5 6 7 8的位置上

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

由于空间重叠了，当改dest的第三个元素时，src的第三个元素已经被改成了1，使用dest第三个元素为1，第四个同理，为2，所以使用memcpy无法拷贝重复的空间

在VS2022中可以实现

但是
C语言中规定：
memcpy拷贝的就是不重复的数据
重复的数据交给memmove

在VS2022中，memcpy是可以拷贝重复部分的数据的，在C语言中规定的memcpy功能可能只有60分，但是VS2022中可能将其提升到了100分

总结：
• 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

1.3 memcpy的模拟实现

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

思路：

1. 由于memcpy要处理不同类型的数据，所以第一个参数和第二个参数得是void类型的，void类型的指针可以接收任意类型的地址
2. 由于不确定传进来的是什么数据，只知道需要拷贝多少字节，在函数内部可以将其强制类型转换为char*类型的指针，一个字节一个字节拷贝
3. 函数返回值为dest的地址，所以为void*

实现代码如下：

#include <stdio.h>
#include <assert.h>

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src); //assert断言，判断传入的地址是否为空指针
	while (num--)   //一个字节一个字节拷贝
	{
		*(char*)dest = *(char*)src; //void*类型不能解引用，并且需要一个字节一个字节的拷贝，所以强制类型转换为char*类型
		dest = (char*)dest + 1; //强制类型转换是临时的，再次强制类型转换并+1找到下一个需要交换的地址
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;  //返回dest的地址
}

int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[20] = { 0 };
	my_memcpy(arr2, arr1, 5 * sizeof(int));
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;

2. memmove 使⽤和模拟实现

函数声明如下：

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。

2.1 memmove 函数的使用

将arr中的 1 2 3 4 5 拷贝到arr中4 5 6 7 8的位置上

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

代码运行结果如下：

2.2 memmove的模拟实现

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

思路：

1. 由于memmove也要处理不同类型的数据，所以第一个参数和第二个参数得是void类型的，void类型的指针可以接收任意类型的地址
2. 由于不确定传进来的是什么数据，只知道需要拷贝多少字节，在函数内部可以将其强制类型转换为char*类型的指针，一个字节一个字节拷贝
3. 函数返回值为dest的地址，所以为void*
4. dest 和 src 会有两种关系
   1.dest 在 src 左边
   2.dest 在 src 右边

情况一：

上述情况，虽然有重叠的空间，但是还是可以拷贝，实现方式和memcpy一样

情况二：

在上述代码中，出现了重叠的空间，如果正序交换的话，后面的内容被覆盖了，无法交换，所以我们换种方式交换，逆序交换

这样交换，内容就不会被覆盖了

实现代码如下：

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
void* my_memcpy(char* dest, const char* src, size_t num)
{
	char* ret = dest; 
	assert(dest && src);   //assert断言
	if (dest < src)   //当dest在src左边时
	{
		while(num--)      //逻辑和memcpy一致
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else             //dest在src右边
	{
		while (num--)  //一个字节一个字节拷贝
		{
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num); //找到最后一个字节然后拷贝 num--之后找到倒数第二个字节拷贝
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memcpy(arr + 3, arr, 5 * sizeof(int));
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

3. memset 函数的使用

函数声明如下：

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

memset是⽤来设置内存的，将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容
第一个参数是需要修改的地址
第二个参数是设置成什么内容
第三个参数是要设置的大小

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr[] = "abcdefghi";
	memset(arr, 'x', 5);
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

代码运行结果：
xxxxxfghi

将前5个字节的元素改成了x

4. memcmp 函数的使⽤

函数声明如下：

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

和strncmp相似
都是⽐较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始，向后的num个字节
返回值如下：
如果ptr1大于ptr2则返回一个大于零的值
如果ptr1小于ptr2则返回一个小于零的值
如果ptr1等于ptr2则返回一个零

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[] = { 1,2,3,4,9 };
	int ret = memcmp(arr1, arr2, 16);
	if (ret > 0)
		printf("大于\n");
	else if (ret < 0)
		printf("小于");
	else
		printf("等于\n");
	return 0;
}

代码运行结果：
等于