C语言——内存函数

news2024/11/17 17:51:12

前言：

C语言中除了字符串函数和字符函数外，还有一些函数可以直接对内存进行操作，这些函数被称为内存函数，这些函数与字符串函数都属于<string.h>这个头文件中。

一.memcpy（）函数

memcpy是C语言中的一个内存函数，用来将source地址的num个字节复制到destination处。该函数可以处理任何数据，所以参数和返回值的类型都是void*。需要注意的是，该函数遇到\0之后不会停止，直到复制完num个字节。该函数要求目标地址的内存空间必须足够大，要能够容纳复制的内容。

虽然memcpy函数是有返回值的，但是我们可以选择不接受，这是没问题的。

如果源地址处没有num个字节，memcpy也不会停止，会顺着源地址向后寻找字节，直到复制完num个字节：

如上图所示，源地址只有16个字节，而memcpy函数却要复制20个字节的内容，这时候复制完16个字节之后会从该处继续向后复制四个字节，所以打印出来是随机值。

注意：memcpy处理重叠内存的复制，结果是未定义的。意思就是如果源地址与目标地址由重叠区域，就别用memcpy函数，虽然memcpy可以实现，但是有memmove函数专门来实现重复区域的复制。

1.memcpy的模拟实现

因为memcpy函数可以针对内存进行操作，那就说明它可以对任何数据进行复制，所以我们将参数设置成void*类型，以便接受各种类型的数据。

既然可以接受各种数据，那么怎么实现数据的复制呢？

我们可以将所有数据类型都转换成char*类型，我们只需要一个字节一个字节的复制就行了，因为我们知道一共要复制多少个字节，所以借助循环语句，将每个字节一一复制就行。

//memcpy函数的模拟实现

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

void* my_memcpy(void* destination, const void* source, size_t num)
{
	assert(destination && source);

	void* ret = destination;
	while (num--)
	{
		*(char*)destination = *(char*)source;
		destination = (char*)destination + 1;
		source = (char*)source + 1;
	}

	return ret;
}

int main()
{
	int nums1[] = { 1,2,3,4,5 };
	int nums2[20] = { 0 };

	my_memcpy(nums2, nums1, sizeof(int) * 5);

	int i = 0;
	for (i = 0; i < 20; i++)
	{
		printf("%d ", nums2[i]);
	}
	return 0;
}

二.memmove（）函数

该函数与memcpy的区别就在于，该函数可以处理重叠部分的内存复制。在处理两个毫不相关的内存复制的时候，功能与memcpy函数一摸一样。

在该函数中，arr是目标地址，arr+2是源地址，而要交换的是三个字节，这两个地址有重叠的部分，遇到要复制这种情况的就可以使用memmove函数。

1.memmove函数的模拟实现

该函数与memcpy的区别在于可以复制内存重叠部分，所以它可以算得上是memcpy的升级，既可以完成memcpy的功能，也可以完成它不可以完成的。

由图示可知，我们可以将重叠部分的复制分为两部分，源地址首地址小于目标地址，从后->前复制，反之由前->后。


//memmove函数的模拟实现

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

void* my_memmove(void* destination, const void* source, size_t num)
{
	assert(destination && source);

	void* ret = destination;

	//前->后
	if (destination < source)
	{
		while (num--)
		{
			*(char*)destination = *(char*)source;
			destination = (char*)destination + 1;
			source = (char*)source + 1;
		}
	}
	//后->前
	else
	{
		while (num--)
		{
			*((char*)destination + num) = *((char*)source + num);
		}
	}
	return ret;
}

int main()
{
	//char str[] = "abcdef";
	int arr[] = { 1,2,3,4,5 };

	//char *ret1 = (char*)my_memmove(str+1, str, sizeof(char) * 3);
	char *ret2 = (char*)my_memmove(arr+1, arr, sizeof(int) * 3);

	//printf("%s\n", ret1-1);

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