C语言之详解内存操作函数

简介: memcpy叫做内存拷贝,memmove叫做内存移动,memcmp叫做内存比较,大家可以想一想为什么要有这些函数呢?我们不是已经由字符串拷贝、字符串比较、字符串追加这些函数了吗?

我们首先知道,所谓的字符串函数:strcpy、strcat、strcmp、strncpy、strncat、strncmp这些函数操作的对象是字符串,或多或少都会跟'\0'打交道。

假设我们现在要操作的是一个数组,比如我们要拷贝整型数组、浮点型数组、又或者是结构体数组,那我们还能不能用strcpy函数来进行拷贝呢?不妨来试一下,请看:

1.png

可以清楚的看到这里会弹出警告⚠。报警告只是一方面,那它能不能把数组arr1中的内存拷贝到数组arr2中去呢?请看调试结果:

2.png

可以看到并没有把数组arr1的内容拷贝到数组arr2中去,**但是数组arr2中的首元素为什么会变成1呢?**我们先来看数组arr1中的1 2 3 4 5在内存中的布局:

当前机器是小端存储
01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00 05 00 00 00

3.png

由此我们可以发现这里用strcpy函数压根就做不到,stycpy的局限性就体现出来了。

由此也出现了内存函数:memcpy、memmove、memcmp、memset。

memcpy

memcpy叫做内存拷贝,只要是放到内存中的数据我们都可以进行拷贝。


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。

在这之前我们还是要回顾以前的回调函数qsort中的void*-通用类型的指针-无类型指针-即可以接受任意类型的指针。

所以,我们来看memcpy函数

的参数:void* memcpy(void * destination, const void * source ,size_t num);这种参数设计的方式与函数strncpy的参数设计方式类似,可以对照学习一下。注意这里参数num的单位是字节。

我们来看举例:

4.png

再来举一个结构体类型的数组,请看举例:

5.png

知道这里我们就大体对函数memcpy的功能有了一定了解,下面我们来模拟实现memcpy函数的功能。

模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
struct S
{
  char name[20];
  int age;
};
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
  void* ret = dest;
  assert(dest && src);
  while (num--)
  {
  *(char*)dest = *(char*)src;
  ++(char*)dest;
  ++(char*)src;
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };
  int arr2[5] = { 0 };
  struct S arr3[] = { {"张三",20},{"李四",30} };
  struct S arr4[3] = { 0 };
  my_memcpy(arr2, arr1, sizeof(arr1));
  my_memcpy(arr4, arr3, sizeof(arr3));
  return 0;
}

然而我们写的这个模拟memcpy函数只能处理内存不重叠的情况;当内存出现重叠时,我们会有专门的函数memmove来处理。

memmove

6.png

所以,memmove函数可以处理这种重叠拷贝的现象。

刚刚说过我们写的my_memcpy函数无法处理重叠拷贝的情况,其实库里的memcpy函数是可以实现重叠拷贝的情况的,请看举例:

7.png

可以看到库里的memcpy函数的确可以处理重叠拷贝的情况,但是我们刚刚写的my_memcpy函数却无法做到,这并不意味的我们✍的这个my_memcpy函数不好。

因为C语言标准规定:memcpy函数只需要能处理不重叠的内存拷贝就可以了。

而memmove函数用来处理内存重叠的拷贝。

所以说,我们写的my_memcpy函数刚刚好满足C语言的标准。并没有一些额外的功能。

下面我们来模拟实现memmove函数。


模拟实现

这里涉及到到底是从前向后拷贝还是从后向前拷贝的问题。

8.png

9.png

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t count)
{
  void* ret = dest;
  assert(dest && src);
  if (dest < src)
  {
     //前->后
  while (count--)
  {
    *(char*)dest = *(char*)src;
    ++(char*)dest;
    ++(char*)src;
  }
  }
  else
  {
  //后->前
  while (count--)
  {
    *((char*)dest + count) = *((char*)src + count);
  }
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  my_memmove(arr + 2, arr, 20);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
  printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}

10.png

这种写法也可以:

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t count)
{
  void* ret = dest;
  assert(dest && src);
  if (dest < src||(char*)dest>(char*)src+count)
  {
  //前->后
  while (count--)
  {
    *(char*)dest = *(char*)src;
    ++(char*)dest;
    ++(char*)src;
  }
  }
  else
  {
  //后->前
  while (count--)
  {
    *((char*)dest + count) = *((char*)src + count);
  }
  }
  return ret;
}
int main()
{
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  my_memmove(arr + 2, arr, 20);
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
  printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}

memcmp

memcmp:int memcmp(const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );(内存比较)


比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节


请看举例:

11.png


说明前8个字节一样。倘若我们要比较前9个字节呢?请看:

12.png

注意是小端存储。


memset

memset—内存设置

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

这里的c是你要设置的字符是什么。

这里的count是你要设置多少个字符。


请看举例:

13.png

那我们可不可以这样使用呢?请看:

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

上述的代码就是打错特错,千万要记住:memset(arr,1,10),这里的10并不是10个元素的意思,而是10个字节。

如果你非要看一下调试结果,可以🙆‍,请看:

14.png

这是怎么一回事呢?数组arr的大小是40个字节,而这里在40个字节中我们对前10个字节进行更改,而且前十个字节我们改成了1。

即:01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 00 00 00 00...


切记:memset函数可以把一块任何什么数据的空间都可以改,但是它改的单位是字节,我们要改几个字节,每个字节的内容又是什么。

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