C language advanced article: memory function

前言

大家好~我又来了！Do you remember the string functions we learned earlier?？Xiaodu help you remember： c语言进阶篇：字符串函数及模拟实现.Learn something new today！That is character functions and memory manipulation functions.~ 废话不多说,让我们开始今天的学习吧~

字符函数

字符分类函数

字符转换

int tolower ( int c );
int toupper ( int c );

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
int main()
{
    
    int i = 0;
    char str[] = "Test String.\n";
    char c;
    while (str[i])
    {
    
        c = str[i];
        if (isupper(c))
            c = tolower(c);
        putchar(c);
        i++;
    }
    return 0;
}

内存操作函数

️memcpy函数及其模拟实现

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );
//typedef unsigned int size_t;

1.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.
2.这个函数在遇到 ‘\0’ 的时候并不会停下来.
3.如果source和destination有任何的重叠,复制的结果都是未定义的.

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

int main()
{
    
	int arr1[10] = {
    1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
	int arr2[10] = {
     0 };
	memcpy(arr2, arr1, 20);
	
	return 0;
}

memcpy负责拷贝两块独立空间中的数据,不能用来处理重叠的内存之间的数据拷贝的,不过有例外：VS下可以.

模拟实现：

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

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

int main()
{
    
	int arr1[10] = {
    1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
	int arr2[10] = {
     0 };
	my_memcpy(arr2, arr1, 20);
	
	return 0;
}

️memmove函数及其模拟实现

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

	memmove(arr1 + 2, arr1, 20);

	return 0;
}

模拟实现memmove是重点,那如何实现呢？
可以通过画图来寻找思路,因为数组的地址是由低到高.
第一种情况：
当dest小于src时,此时需要从前向后打印,防止要打印被覆盖：

第二种情况：
当dest等于src时,此时从哪一边开始打印都可以.

第三种情况：
当dest大于src时,此时应该从后面向前打印：

可见src把数组分为三部分,第一部分应该从前向后打印,第二部分从后向前,第三部分哪一边都可以.

经过分析,知道有两种方法实现：
第一种方法：第1,3部分从前到后打印,第2部分从后向前打印,不过要多判断是否为第三部分.
第二种方法：第一部分从前向后打印,第二三部分从后向前打印.
建议采用第二种方法,代码更加简便.

模拟实现：

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

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

int main()
{
    
	int arr1[10] = {
     1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

	my_memmove(arr1 + 2, arr1, 20);

	return 0;
}

️memcmp函数及其模拟实现

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

比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节

memcmp与strcmp区别在于：strcmp只能操作字符串和字符,而memcmp能操作所有类型.

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

int main()
{
    
	float arr1[] = {
     1.0,2.0,3.0,4.0 };
	float arr2[] = {
     1.0,3.0 };
	int ret = memcmp(arr1, arr2, 6);
	printf("%d\n", ret);

	return 0;
}

模拟实现：

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

int my_memcmp(const void* ptr1, const void* ptr2, size_t num)
{
    
	assert(ptr1 && ptr2);
	while (num--)
	{
    
		if (*(char*)ptr1 == *(char*)ptr2)
		{
    
			ptr1 = (char*)ptr1 + 1;
			ptr2 = (char*)ptr2 + 1;
		}
		else
			break;
	}
	return *(char*)ptr1 - *(char*)ptr2;
}


int main()
{
    
	float arr1[] = {
     1.0,2.0,3.0,4.0 };
	float arr2[] = {
     1.0,3.0 };
	int ret = my_memcmp(arr1, arr2, 4);
	printf("%d\n", ret);

	return 0;
}

️memset函数及其模拟实现

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

memset–内存设置,按照字节为单位初始化目标

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

int main()
{
    
	int arr1[] = {
     1,2,3,4,5,6,7,8,9 };

	memset(arr1, 1, 20);
	return 0;
}

因为memset是按照字节为单位初始化目标,所以有很大的局限：
比如无法初始化一个整型数组的元素为全1等等

模拟实现：

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

void* my_memset(void* ptr, int vlue, size_t num)
{
    
	assert(ptr);
	void* ret = ptr;
	while (num--)
	{
    
		*(char*)ptr = vlue;
		ptr = (char*)ptr + 1;
	}
	return ret;
}



int main()
{
    
	int arr1[] = {
     1,2,3,4,5,6,7,8,9 };

	my_memset(arr1, 1, 20);
	return 0;
}