【内存操作函数内功修炼】memcpy + memmove + memcmp + memset（四）

1. memcpy - 内存拷贝

前面我们学习了 strcpy 和 strncpy，用于拷贝字符串的库函数，但是，假设我们需要拷贝其他类型的数据呢？比如 浮点型、整型、结构体 ？

这个时候就引出了 memcpy，它不关系是什么类型的数据，只要是存放在内存中的，都可以进行拷贝。

函数介绍

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

memcpy 函数是一个用于拷贝两个不相关的内存块的函数。

memcpy 函数会从 src 的位置开始向后复制 num 个字节的数据到 dest 的内存位置，并返回 dest 的首地址。

注意：

1、memcpy 函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。

2、如果 src 和 dest 有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

3、memcpy 函数在拷贝的时候，不知道会被用来拷贝什么样的数据类型，所以参数的类型为 void*（可接收任意类型指针）。

代码实现

假设要把 str1 数组中的前 5 个元素拷贝到 str2 中

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

int main()
{
    
	int str1[] = {
     1,2,3,4,5,6,7,8 };
	int str2[5] = {
     0 };

	memcpy(str2, str1, 5 * sizeof(str1[0]));

	for (int i = 0; i < 5; i++) {
    
		printf("%d ", str2[i]);
	}

	return 0;
}

运行结果

模拟实现

假设要把 str1 数组中的后 5 个元素拷贝到 str2 中

进入 my_memcpy 函数体，首先保存 dest 的起始位置，便于之后返回。
 
然后循环 num 次，每次将 src 中的一个字节的内存数据拷贝到 dest 中的对应位置；
 
然后 dest 和 src 指针后移继续拷贝，拷贝结束后返回 dest 原来的首地址即可。
 
在对 dest 和 src 指针进行操作时，要先将它们强制类型转换为 char* 类型的指针。
 
(char* 类型的指针可以向后访问一个字节的内容)

代码实现

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

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num) {
    
	assert(dest && src);
	void* start = dest;
	while (num--) {
    
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return start;
}

int main()
{
    
	int str1[] = {
     1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int str2[5] = {
     0 };

	my_memcpy(str2, str1+5, 5 * sizeof(str1[0]));

	for (int i = 0; i < 5; i++) {
    
		printf("%d ", str2[i]);
	}

	return 0;
}

运行结果

2. memmove - 内存拷贝

memmove 和 memcpy 的作用是一模一样的，但是唯一的差别就是 memmove 函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。

而 memcpy 函数的源内存块和目标内存块是不可以重叠的。

函数介绍

void* memmove(void* dest, const void* src, size_t num);

注意：

1、memmove 函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。

2、如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用 memmove 函数处理。

代码实现

假设我们要把 str1 数组中的 1、2、3、4、5，拷贝放到 3、4、5、6、7 的位置

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

int main()
{
    
	int str1[] = {
     1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

	memmove(str1 + 2, str1, 20);

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
    
		printf("%d ", str1[i]);
	}

	return 0;
}

运行结果

模拟实现

假设我们要把 str1 数组中的 1、2、3、4、5，拷贝放到 3、4、5、6、7 的位置

那么这个怎么模拟实现呢？其实很简单，往下看

这种情况是 倒着拷，但是还有一种，假设我们要把 str1 数组中的 3、4、5、6、7 拷贝放到 1、2、3、4、5 的位置

那么这个怎么模拟实现呢？其实很简单，往下看

所以我们要分类讨论，通过画图可以得知，可以分为三类情况；
 
第一类：当 dest 指针位于 src 指针内存块左边，采用 从前向后 拷贝。

第二类：当 dest 指针位于 src 指针内存块里面，采用 从后向前 拷贝。

第三类：当 dest 指针位于 src 指针内存块右边，采用 从前向后 和 从后向前 都可以。

**注：**当 dest 指针与 src 指针位于同一位置时不用拷贝。

代码实现

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

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num) {
    
	assert(dest && src);
	void* start = dest;
	
	if (dest < src) {
      //从前向后
		while (num--) {
    
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else {
     //从后向前
		while (num--) {
    
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
		}
	}

	return start; //返回dest的起始地址
}

int main()
{
    
	int str1[] = {
     1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

	my_memmove(str1 + 2, str1, 20);

	for (int i = 0; i < 10; i++) {
    
		printf("%d ", str1[i]);
	}

	return 0;
}

运行结果

3. memcmp - 内存比较

函数介绍

int memcmp(const void* buf1, const void* buf2, size_t count);

memcmp 函数是一个用于比较两个内存块大小的函数。

它会比较从 buf1 和 buf2 指针开始的 count 个字节；

当 buf1 大于 buf2 的时候返回一个 大于0 的数；

当 buf1 等于 buf2 的时候返回 0；

当 buf1 小于 buf2 的时候返回一个 小于0 的数。

代码实现

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

int main()
{
    
	int str1[] = {
     1,2,3,4 };
	int str2[] = {
     1,2,4,5 };

	int ret1 = memcmp(str1, str2, 8);
	int ret2 = memcmp(str1, str2, 9);

	printf("%d\n", ret1);
	printf("%d\n", ret2);

	return 0;
}

运行结果

在 VS2019 编译器下，内存采用的是 小端字节序 存储方式，str1 和 str2 在内存中的存储形式如图所示

所以，当比较字前 8 个字节数时，str1 等于 str2，所以返回值为 0；

当比较字前 9 个字节数时，前 8 个字节是相等的，第 9 个字节是 str1 小于 str2，所以返回值为 小于0；

4. memset - 内存设置

函数介绍

void *memset( void *dest, int c, size_t count );

memset 函数可以将内存块的某一部分设置为特定的字符。

第一个参数 dest 是开始设置内存的起始位置；

第二个参数 c 是要将内存设置成的字符；

第三个参数 count 是从起始位置开始需要设置的内存的字节数。

注意：memset 函数设置内存的时候是一个字节一个字节地设置的。

代码实现

假设我们要把 arr 数组中的前 10 个字节数设置为 0

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

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

	memset(arr, 0, 10);

	for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    
		printf("%d ", arr[i]);
	}

	return 0;
}

运行结果

在 VS2019 编译器下，内存采用的是 小端字节序 存储方式，arr1 在内存中的存储形式如图所示

这个和 memcmp 是比较有点类似，就是要逐个字节进行比较！

5. 总结

以上就是我们 C 语言中常用的内存操作函数，其实理解起来不难，重要是多加使用练习