C语言内存函数超详细讲解,干货满满

简介: C语言内存函数超详细讲解,干货满满

1.memcpy

内存拷贝函数

1.1 介绍

函数介绍

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );
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。
4.num的单位是字节,而不是元素个数
5.函数拷贝结束后会返回目标空间的起始地址

设计思想

因为具体的需要拷贝的数据类型不统一,所以返回值设为void*类型,
参数设计为前两个是void*类型的指针,最后一个是需要拷贝的字节个数

1.2 模拟实现

void* my_memcpy(void* dest,const void* src, size_t num)
{
  void* ret = dest;//保存dest,便于返回
  while (num--)//赋值num次
  {
    *(char*)dest = *(char*)src;//强转为char*类型再解引用进行赋值操作
    //(char*)dest++;强制类型转换是临时的强转
    而运算符后置++的本质是创建临时变量再进行重新赋值
    所以不能这样写
    //int a = 10;
    //int b = a + 2;
    //类似于这种样子,a本身并未改变,
    //++(char*)dest;在某些编译器下可以,在某些编译器下则不行,不具备通用性
    dest = (char*)dest + 1;//dest后移
    src = (char*)src + 1;//src后移
  }
  return ret;
}

使用实例

int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  //01 00 00 00 02 00 00 00 03 00 00 00 04 00 00 00 05 00 00 00 06 00 00 00 07 00 00 00 08 00 00 00 09 00 00 00 10 00 00 00
  //这些字节一个一个地拷贝
  int arr2[20] = { 0 };
  //将arr1中的内容,拷贝到arr2中
  my_memcpy(arr2, arr1, 40);//40:总共拷贝40个字节,即10个整型
  for (int i = 0; i < 20; i++)
  {
    printf("%d ", arr2[i]);
    // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
  }
  printf("\n");
  return 0;
}
int main()
{
  float arr1[] = { 1.0,2.0,3.0 };
  float arr2[5] = { 0 };
  //将arr1中的内容,拷贝到arr2中
  my_memcpy(arr2, arr1, 8);//即只拷贝1.0和2.0这两个元素
  for (int i = 0; i < 5; i++)
  {
    printf("%f ", arr2[i]);
    // 1.000000 2.000000 0.000000 0.000000 0.000000
  }
  printf("\n");
  return 0;
}

1.3 注意事项

如果source和destination有任何的重叠,复制的结果都是未定义的。

memcpy函数是用来处理不重叠的内存拷贝的

大家来看一下这个代码

int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  //我们以为的   1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
  //真实的:      1 2 1 2 1 2 1 8 9 10
  //所以memcpy函数是用来处理不重叠的内存拷贝的
  my_memcpy(arr1+2, arr1, 20);
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
  printf("\n");
  return 0;
}

下面给大家画图解释一下这个现象的产生

可见此时从前向后赋值的话会导致3和4被1和2覆盖,继而导致一连串的覆盖结果,那么如何解决这种问题呢?

于是memmove函数登场了

2.memmove

内存"移动"函数

其实就是内存拷贝函数的升级版

2.1 模拟实现

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
  assert(dest != NULL);
  assert(src != NULL);
  void* ret = dest;
  if (dest > src)
  {
    //从后向前拷贝
    while (num--)
    {
      *((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
    }
  }
  else
  {
    //从前向后拷贝
    while (num--)
    {
      *(char*)dest = *(char*)src;
      dest = (char*)dest + 1;
      src = (char*)src + 1;
    }
  }
  return ret;
}

应用实例

int main()
{
  int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  my_memmove(arr1 + 2, arr1, 20);
  // 1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
  //my_memmove(arr1, arr1 + 2, 20);
  // 3 4 5 6 7 6 7 8 9 10
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr1[i]);
  }
}

至于为何要分为从前向后拷贝与从后向前拷贝,下面给大家画图看一下

注意:
在VS编译器下,memcpy可以实现重叠拷贝
但是并不是所有的编译器下,memcpy都能实现重叠拷贝
但是C语言标准只要求memcpy实现不重叠拷贝就可以
也就是C标准只要求memcpy考60分即可
但是VS下,memcpy考了100分,超额完成任务
memmove当然也能拷贝不重叠的拷贝,要求100分,实际100分

3.memcmp

内存比较函数

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
返回值取值跟strcmp相同

4.memset

内存设置函数

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );
把ptr指向的数据往后数num个字节,赋值为value

避坑指南

int main20()
{
  //char arr[] = "hello bit";
  //memset(arr + 1, 'x', 4);//以字节为单位的设置,一次性把多个字节全部设置为'x'
  //printf("%s\n", arr);
  //注意不要踩坑
  int arr[10] = { 0 };
  memset(arr, 1, 10);
  //memset无法将arr数组的所有元素都设置为1,只能将所有的字节全部设置为1
  //调试看内存
  for (int i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  printf("\n");
  //你以为的:1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
  //真实: 16843009 16843009 257 0 0 0 0 0 0 0
  return 0;
}

在这里我们可以看出memset函数并未成功将arr数组中的10元素均设置为1,而是将10个字节设置为了1,即memset函数无法针对数据类型的整体进行赋值,而只能针对单个字节进行赋值.

以上就是C语言内存函数的讲解,希望能对大家,有所帮助,谢谢.


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