C语言深入详解四大内存函数的使用

2022-11-13 11:11:29 函数内存详解

1.memcpy

与字符串函数 strcpy 类似，也是进行拷贝。但是需要注意的是，strcpy 是针对字符串进行拷贝，而 memcpy 是针对内存进行拷贝。

如何理解呢？strcpy 进行拷贝的时候，只能一个字节一个字节的拷贝，但要实现整型、浮点型等数据类型拷贝的时候，就不得不用到 memcpy 了。

我们观察 strcpy 的函数声明：

char * strcpy ( char * destination, const char * source );

再观察 memcpy 的函数声明：

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

可以看到 strcpy 的局限在于只能接收字符型的指针，但 memcpy 对于类型可以在函数内部实现自定义。

我们浏览cplusplus对参数作出的解释：

现在我们要研究如何使用：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int dest[10] = { 0 };
	int src[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memcpy(dest, src, 20);//拷贝 20 个字节
	return 0;
}

我们从 src 数组中，拷贝 20 个字节的数据放到 dest 数组中。那么我们通过调试—窗口—监视来观察 dest 数组中的变化：

未经 memcpy 前：

经 memcpy 后：

可以直观地看到， dest 数组中前 20 个字节的内容发生了改变。

使用起来倒是不复杂，那我们能不能用自己的代码去模拟实现一个 memcpy 函数？

#include <stdio.h>
void* AnalogMemcpy(void* dest, const void* src, unsigned int num)
{
	void* start = dest;//定义一个记录 dest 初始地址的指针
	while (num--)//一个字节一个字节拷贝
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return start;//返回此指针
}
int main()
{
	int dest[10] = { 0 };
	int src[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	AnalogMemcpy(dest, src, 20);
	return 0;
}

我们的实现思路非常简单，因为官方给出第三个参数的定义是：要复制的字节数。那我们顺水推舟一个字节一个字节的拷贝。

但是到这里，可能会存在这样一个问题： char 类型是一个字节，我们使用 memcpy 时也是一个字节一个字节的拷贝，那为什么 strcpy 不能拷贝整型？

在我们自己模拟实现 strcpy 的时候，拷贝的停止条件是什么？是 src 字符串碰到 '\0' 。默认我们的设备是小端存储模式，那么我们使用 strcpy 进行拷贝的时候就会出现这种情况：

现在我们使用模拟实现的 memcpy 函数来执行这段代码：

#include <stdio.h>
void* AnalogMemcpy(void* dest, const void* src, unsigned int num)
{
	void* start = dest;//定义一个记录 dest 初始地址的指针
	while (num--)//一个字节一个字节拷贝
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return start;//返回此指针
}
int main()
{
	int dest[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	AnalogMemcpy(dest + 3, dest, 20);
	return 0;
}

这段代码的意思是这样的：

但事实上真正的结果是：

这该如何解释呢？其实不难：

那么我们暂且定下一个结论：

memcpy 只能处理空间不重叠的数据拷贝。

2.memmove

这个函数与 memcpy 的功能相同，都是进行数据拷贝。但是不同的点是：memmove 是用来处理空间重叠的数据拷贝的。

这是 memmove 的函数声明：

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

既然是处理空间重叠的情况，那我们直接对上一个代码进行处理：

可以看到， memmove 符合我们的预期实现了效果。

我们现在来挑战一下如何模拟实现一个 memmove 函数：

#include <stdio.h>
void* AnalogMemmove(void* dest, const void* src, unsigned int num)
{
	void* start = dest;//定义一个记录 dest 初始地址的指针
 
	if (src < dest)//如果 src 在 dst 的左边
	{
		while (num--)
		{
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
		}
	}
	else
	{
		while (num--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	return start;//返回这个指针
}
int main()
{
	int dest[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	AnalogMemmove(dest + 3, dest, 20);
	return 0;
}

乍一看，这个代码比较复杂，事实上，只有两种情况。

我们来分析一下：

但是！这里要注意了，上面使使用自己模拟的 memcpy 不能实现空间重叠拷贝的，但库函数原装的 memcpy 能够实现空间重叠拷贝吗？

我们来看库函数 memcpy 能否实现空间重叠拷贝：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int dest[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memcpy(dest + 3, dest, 20);
	return 0;
}

这就奇了怪了！既然库函数 memcpy 能够实现空间重叠的拷贝，那还需要 memmove 做什么？

事实上，对于我使用的 Visual Studio 2022 这款编译器来说，memcpy 是可以实现空间重复拷贝的。也就是说可能在其他的编译器上实现不了空间重叠拷贝，但 Visual Studio 2022 这款编译器赋予了 memcpy 这项功能。

3.memcmp

与 strcmp 类似的，这个函数也是进行比较的函数，我们观察一下它的函数声明：

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

那么对于这些参数以及返回值的解释是：

因为我们学习过 strcmp ，那我们现在直接使用它：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[10] = { 1,2,3,3,4,5,6,7,8,9 };
	int ret=memcmp(arr1, arr2, 20);
	if (ret > 0)
		printf("arr1 > arr2\n");
	else if (ret < 0)
		printf("arr1 < arr2\n");
	else
		printf("arr1 == arr2\n");
	return 0;
}

与 strcmp 的原理是一致的，这里就不赘述了。

4.memset

直译过来就是内存设置。事实上也是这么回事。

观察它的函数声明：

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

它的作用是以及参数的意义：

说白了就是：你需要提供一个指针，这个指针指向的要被填充的内存。然后提供一个值，这个值决定了每个字节要被填充为什么内容。最后提供一个数，这个数指的是你要填充多少个字节。

我们写一个例子：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	memset(arr, 1, 4);
	return 0;
}

这就奇了怪了，我们不是设置四个字节为 1 吗？千万不要么想。我们上面强调过了，这个函数是对每个字节填充。

我们分析一下我们写的例子：

到此这篇关于C语言深入详解四大内存函数的使用的文章就介绍到这了,更多相关C语言内存函数内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持！

相关文章

C语言深入详解四大内存函数的使用

目录

1.memcpy

2.memmove

3.memcmp

4.memset