【C进阶】内存函数

news2025/1/18 11:41:57

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内存函数

  • 前言
  • 一、memcpy
    • （一）介绍
    • （二）应用
    • （三）模拟实现
    • （四）进阶：拷贝自己
  • 二、memmove
    • （一）介绍
    • （三）模拟实现
  • 三、memcmp
    • （一）介绍
    • （二）模拟实现
  • 四、memset
    • （一）介绍
    • （二）模拟实现
  • 总结

前言

在之前讲解的关于字符串的拷贝我们已经知道了strcpy，strcmp，strstr等的处理字符串的库函数，但是现在有一个情况了，倘若是数字数组呢？数字字符进行拷贝，移动和比较是不是没有办法，对，这种方法叫做内存函数，所以今天我们要介绍的是memcpy，memmove，memcmp，memset这四个内存函数，对数组是很友好的！

一、memcpy

（一）介绍

在这里插入图片描述
根据图片我们能知道我们是根据字节的大小去决定拷贝过去的数，拷贝的方法是从src拷贝到dest中去。
我们先简单使用一下，如下代码：

#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);

	return 0;
}

在这里插入图片描述

（二）应用

那当然了，如果你想拷贝从3开始往后拷贝4个数（20个字节）的话那我们就直接变值即可，如下代码：

#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 + 2, 20);

	return 0;
}

在这里插入图片描述
那我们拷贝17个字节呢？能不能拷贝过去呢？答案是可以的，可是发现下面的数据怎么拷贝了3,4,5,6,7过去呢？因为是数据在计算机中存放的是01 00 00 00小端存放，一直到7的位置存放的是07 00 00 00，所以取到了07，所以7能输出。
在这里插入图片描述

（三）模拟实现

那解释后上完整代码（后面赋代码）：
在这里插入图片描述
根据画图我们知道，当我们想拷贝过去的时候，我们并不知道这个指针是什么类型的，是整型？是字符？那不确定我们看着个传参过去的是字节大小，所以我们就想到了强制类型转换成为char*指针一个字节一个字节往后找即可。

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
//所以用void*
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num) {
	assert(dest && src);
	//保存首元素地址
	void* ret = dest;
	while (num--) {
		//不知道是什么类型的指针，那就来char*一个字节一个字节去拷贝即可
		//一次强转是临时的
		*(char*)dest = *(char*)src;
		//强制类型转换
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
		/*++(char*)dest;
		++(char*)src;*/
	}
	return ret;
}

int main() {
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[10] = { 0 };
	//不确定arr2和arr1里面是什么类型的指针
	my_memcpy(arr2, arr1 + 2, 17);

	return 0;
}

（四）进阶：拷贝自己

那我们就有个比较大胆的想法，我们能不能实现一下在自身字符串处移动，我们按照原本的套路试一下：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
//所以用void*
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num) {
	assert(dest && src);
	//保存首元素地址
	void* ret = dest;
	while (num--) {
		//不知道是什么类型的指针，那就来char*一个字节一个字节去拷贝即可
		//一次强转是临时的
		*(char*)dest = *(char*)src;
		//强制类型转换
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
		/*++(char*)dest;
		++(char*)src;*/
	}
	return ret;
}

void test1() {
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[10] = { 0 };
	//不确定arr2和arr1里面是什么类型的指针
	my_memcpy(arr2, arr1 + 2, 17);
}

void test2() {
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memcpy(arr + 2, arr, 20);

}

int main() {
	//test1();
	test2();
	return 0;
}

我们发现test2()函数看的样子很正确，可是真的这样吗？我们进入调试看一看吧！
在这里插入图片描述
这输出结果怎么是1 2 1 2 1 2 1 8 9 10，跟我们的预期结果1 2 1 2 3 4 5 8 9 10怎么差别那么大呢？我们画图解释一下：
在这里插入图片描述
发现当我们想要找替换3的时候，3已经被1覆盖了，只能复制1了，所以是错误的，那这种情况我们需要分情况讨论了：
以下情况是重叠的情况：
情况一：dest（被拷贝的数据）指针在src（源头数据）指针的左边时，需要从左往右拷贝，也就是从前往后拷贝。在这里插入图片描述

情况二：dest（被拷贝的数据）指针在src（源头数据）指针的右边时，需要从右往左拷贝，也就是从后往前拷贝。在这里插入图片描述

不重叠情况：从前往后拷贝和从后往前拷贝都可以。

那这么复杂的情况，早期的计算机编程师肯定想到过，所以就另外制作了一个库函数memmove来解决这种情况，那我们接下来介绍一下memmove库函数吧！

二、memmove

（一）介绍

首先的首先我们，先看一下这个函数在MSDN的介绍：
在这里插入图片描述
有了上面的概念和我们需要进行移动的想法，我们直接用memmove实现一下吧：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
上面两串代码就是memmove的魅力，不管是从前往后还是从后往前，memmove都可以进行移动。

（三）模拟实现

既然有了上面的思路，那我们模拟实现就很轻松了，只要是dest在src左边的时候，那就是统一从前往后拷贝；dest在src右边的时候，那就是统一从后往前拷贝，注意，这里的dest和src是头指针：

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num) {
	assert(dest && src);
	//保存首元素地址
	void* ret = dest;

	if (dest < src) {
		//从前向后拷贝
		while (num--) {
			//不知道是什么类型的指针，那就来char*一个字节一个字节去拷贝即可
			//一次强转是临时的
			*(char*)dest = *(char*)src;
			//强制类型转换
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
			/*++(char*)dest;
			++(char*)src;*/
		}
	}
	else {
		//从后向前拷贝
		while (num--) {
			//第一次往后跳了19个字节
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);

		}
	}
	return ret;
}
void test3() {
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memmove(arr, arr + 2, 20);

}

int main() {
	//test1();
	//test2();
	test3();
	return 0;
}

三、memcmp

（一）介绍

我们先看一下MSDN的介绍：
在这里插入图片描述
即;比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节。
那我们根据介绍进行制作一下这个吧！

在这里插入图片描述
如图所示，当我们在进行比较的时候，是根据字节大小比较的，所以这就取决于编译器是大端还是小端，根据字节在内存中的存放顺序进行比较的，我们知道，在VS环境下，是小端存储，也就是说5是0x05 00 00 00，03是0x03 00 00 00，所以取第一个字节，较大的是05，所以当字节数为不是4的倍数的时候，我们也可以比较：
在这里插入图片描述

（二）模拟实现

#include<stdio.h>
#include<assert>
int my_memcmp(const void* buf1, const void* buf2, size_t count) 
{
	assert(buf1 && buf2);
	//往后找字节进行比较
	while (count--) {
		if (*(char*)buf1 > *(char*)buf2) {
			return 1;
		}
		else if (*(char*)buf1 < *(char*)buf2) {
			return -1;
		}
		buf1 = (char*)buf1 + 1;//往后移动
		buf2 = (char*)buf2 + 1;
	}
	return 0;
}

int main() {
	int arr1[] = { 1,2,3 };
	int arr2[] = { 1,2,5 };
	int ret = my_memcmp(arr1, arr2, 9);
	printf("%d\n", ret);
	return 0;
}

四、memset

（一）介绍

名为内存设置函数，是以字节为单位来设置内存中的数据的。
在这里插入图片描述
如下所示，根据MSDN介绍我们进行书写：
在这里插入图片描述

（二）模拟实现

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

void* my_memset(void* dest, int c, size_t count)
{
	assert(dest);
	//头指针给存起来
	void* start = dest;
	//循环相赋值
	while (count--) {
		*(char*)dest = (char)c;
		dest = (char*)dest + 1;
	}
	return start;
}

int main()
{
	char arr[] = "hello world!";
	char* ret = my_memset(arr, 'x', 5);
	printf("%s\n", arr);

	return 0;
}

总结

当我们使用这些函数的时候，我们需要搞清楚这些函数的传参以及我们需要注意的事情，尤其是我们需要熟悉并掌握模拟实现这些内存函数的使用，这个是很关键的，对于自己是有很大的提升的！！！

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