C语言中内存函数

简介: 前面介绍了专门拷贝字符串的函数strcpy,但是strcpy只能拷贝字符串如果想拷贝其他类型的内存空间,就需要用到memcpy函数

memcpy


前面介绍了专门拷贝字符串的函数strcpy,但是strcpy只能拷贝字符串

如果想拷贝其他类型的内存空间,就需要用到memcpy函数


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

1

memcpy在string.h文件中,使用时应包含头文件。

这里的num是字节数。

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。

#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);//将arr1中的前20个字节拷贝到arr2空间中
}


memcpy(arr2, arr1, 20);,是将arr1中的前20个字节拷贝到arr2空间中,20个字节也就是前5个int类型的元素

运行程序,进入调试监控窗口可以看到,已经成功将arr1中前20个字节的内容拷贝到了arr2中



2006c2b2bcf34c708dec94638d8bc596.png



如果想拷贝3、4、5、6、7,可以变源头,memcpy(arr2,arr1+2,20)即可


模拟实现memcpy


因为我们不知道要拷贝的类型是什么,所以就需要用void*接收目标空间地址和源空间地址,所以函数定义为:void* my_memcpy(void* des, void* src, size_t num)


接下来,因为不知道拷贝的是什么类型,所以在拷贝的时候,需要将void*类型的指针强制转换成char*类型,这样可以一个字节一个字节地进行拷贝


*(char*)des = *(char*)src;

1

并且值得注意的是,在挪动指针的时候,平常我们都习惯使用后置++,但是因为这里的指针为void*类型,不能直接后置++

可以前置++如:


++(char*)des;
++(char*)src;

1

2

如果想使用后置++,也可以这样:


((char*)des)++;
((char*)src)++;

1

2

或者也可以这样:


des = (char*)des + 1;
src = (char*)src + 1;

1

2

所以根据之前的模拟strcpy以及上述的几点,可以写出模拟memcpy函数:


//memcpy
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include<string.h>
void* my_memcpy(void* des, void* src, size_t num)
{
  assert(des && src);
  void* ret = des;
  while (num > 0)
  {
  *(char*)des = *(char*)src;
  des = (char*)des + 1;
  src = (char*)src + 1;
  /*((char*)des)++;
  ((char*)src)++;*/
  num--;
  }
  return ret;
}


memmove

前面讲了memcpy函数,但是如果在同一块内存空间上使用mencopy函数也许会有问题:

如果有一个数组


int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

1

如果想4、5、6、7拷贝到6、7、8、9的位置上时就会出错误



080f1a7c69af4d34982842ae195d017d.png


在将 4 和 5 拷贝到原先 6 和 7 的位置上后,接着拷贝,本来是应该将 6 拷贝到 8 的位置上,结果本应是6的位置却在之前的拷贝被 4 占了,就出了错误

8db0cd45984e401099e16faf552d9b8b.png


所以为了解决这问题,就有了memmove函数,它即包含了之前memcpy的功能,也可以叠加拷贝


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

1

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。

#include <stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  memmove(arr1+2, arr1, 20);
}


模拟实现memmove


在模拟实现前,我们先西靠一下如果解决重叠的拷贝问题


当des在src前面时,我们发现,可以从前往后进行拷贝,不会出现问题


如图:


41e1cfe31c5e45f88f1f0c21a1101ff6.png

把 4 拷贝到 1 的位置上

把 5 拷贝到 2 的位置上

把 6 拷贝到 3 的位置上

把 7 拷贝到 4 的位置上

不会出现被覆盖数据的问题

当des在src后面时,如果还从前往后拷贝就会出现被覆盖的问题,所以需要从后往前拷贝


5566ff4a496a49b1abdd1c7d2ded7108.png


把 7 拷贝到 9 的位置上

把 6 拷贝到 8 的位置上

把 5 拷贝到 原先 7 的位置上

把 4 拷贝到 原先 6 的位置上

只有这么倒着拷贝,就不会有问题

模拟实现memmove:


void* my_memmove(void* des, void* src, size_t num)
{
  assert(des && src);
  void* ret = des;
  if (des < src)
  {
  while (num > 0)
  {
    *(char*)des = *(char*)src;
    des = (char*)des + 1;
    src = (char*)src + 1;
    num--;
  }
  }
  else
  {
  char* src_pos = (char*)src + num-1;
  char* des_pos = (char*)des + num-1;
  while (num>0)
  {
    *des_pos = *src_pos;
    src_pos = src_pos-1;
    des_pos = des_pos-1;
    num--;
  }
  return ret;
}



这里值得注意的一点时,当倒着拷贝时,首先要把src空间中最后一个字节内容拷贝到des空间的最后一个字节中

num是函数传进来一个表示字节的参数,src空间中最后一个字节内容不是:(char*)src + num,而是(char*)src + num-1


原因如下图:0bb27cc9ea18476d982dfc4068e22ae3.png



可以对上面的代码进行简化:


void* my_memmove(void* des, void* src, size_t num)
{
  assert(des && src);
  void* ret = des;
  if (des < src)
  {
  while (num > 0)
  {
    *(char*)des = *(char*)src;
    des = (char*)des + 1;
    src = (char*)src + 1;
    num--;
  }
  }
  else
  {
  while (num--)
  {
    *((char*)des + num) = *((char*)src + num);
  }
  }
  return ret;
}



这里为了保证让最开始拷贝的地址为src+num-1,在while条件中,就已经num--一次了,就保证了从最后一个字节开始拷贝


memcmp
int memcmp ( const void * ptr1,const void * ptr2,size_t num );
1

比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节

返回值情况同strcmp函数

模拟实现memcmp

int my_memcmp(void* ptr1, void* ptr2, size_t num)
{
  assert(ptr1 && ptr2);
  while (num > 0)
  {
  while (*(char*)ptr1 == *(char*)ptr2)
  {
    if (num == 1)
    {
    return 0;
    }
    ptr1 = (char*)ptr1+1;
    ptr2 = (char*)ptr2+1;
    num--;
  }
  if (*(char*)ptr1 < *(char*)ptr2)
  {
    return -1;
  }
  if (*(char*)ptr1 > *(char*)ptr2)
  {
    return 1;
  }
  }
}
memset
void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );
1
memset为内存设置函数
以字节为单位来设置内存中的数据
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  char arr[] = "hello world";
  memset(arr, 'x', 5);
  printf("%s", arr);
}


把arr的前5个字节内容改为'x',输出结果:


e408dda6205b4ac1ba17e36221d3a91a.png

有一个int类型的数组int arr[10] = {0},如果使用memset(arr, 1, 40);会有什么结果呢?


#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
  int arr[10] = {0};
  memset(arr, 1, 40);
}


进入监视就可以看到,数组内的数据有0变为了一个很大的数

be0d2dd32ceb4b42bd9244aefd34e0a5.png


这是因为memset函数将这个数组40个字节全部复制为1,而不是将每个整形赋值为1,二进制为00000001000000010000000100000001的数字就是16843009


这里可以看出,memset函数对于字节数为1的字符类型很适用,对于2、4、8字节的类型不太适用


这里有一种对于2、4、8字节适用的情况,就是把他们的各个字节都变为0,也就是把变量赋值为0


int arr[10] = { 0 };
memset(arr, 0, 40);


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