内存函数（C语言）

文章目录

• 内存函数
• • memcpy
  • memmove
  • memset
  • memcmp

内存函数

使用内存函数需要包含头文件 <string.h>

memcpy

将内存的数据拷贝到新空间

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

• memcpy函数能将源地址后num个字节的数据拷贝到目标空间
• 区别内存函数和字符串函数，memcpy拷贝时不会像strcpy那样遇到\0停下
• 返回值为目标空间的地址，接收时通常要进行强制类型转换

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    int a1[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    int a2[10] = {0};
    memcpy(a2, a1, 5 * sizeof(int));
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ",a2[i]);
    }
    //打印结果是：1 2 3 4 5 0 0 0 0 0
    return 0;
}

模拟实现

void* My_memcpy(void* des, const void* src, size_t num)
{
    assert(des && src);
    void* tmp = des;
    while(num--)
    {
        *((char*)des)++ = *((char*)src)++;
    }
    return tmp;
}

我们在拷贝时可能会遇见源空间和目标空间重叠的情况，这时候有一个专门的函数就是memmove

memmove

同样具有拷贝的作用，不过memmove被用来处理有内存重叠的拷贝

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

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    int a[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    memmove(a+2, a, 5 * sizeof(int));
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ",a[i]);
    }
    //打印结果是：1 2 1 2 3 4 5 8 9 0
    return 0;
}

其实我们用memcpy也可以实现上述结果，不过我们习惯用memmove函数来处理有内存重叠的拷贝。memcpy函数算是有了超出我们对它预期的能力。

模拟实现

void* My_memmove(void* des, const void* src, size_t num)
{
    assert(des && src);
    void* tmp = des;
    if (des < src)//des位于低地址处，src位于高地址处
    {
        while (num--)
        {
            *((char*)des)++ = *((char*)src)++;
        }
    }
    else//des位于高地址处，src位于低地址处
    {
        while(num--)
        *((char*)des + num) = *((char*)src + num);
    }
    return tmp;
}

解析

我们在模拟实现有内存重叠的拷贝函数时，要解决的最大问题是：怎样避免将未拷贝的数据提前覆盖，导致输出出错？

我们画图思考：

首先我们清楚，我们拷贝时是一个字节一个字节拷贝的。

• 如果是这种情况：des位于低地址处，src位于高地址处，我们采用从头往后拷贝，即：1 = 3、2 = 4 、3 = 5、4 = 6、5 = 7，没有出现未拷贝数据提前覆盖的情况。

• 如果是这种情况：des位于高地址处，src位于低地址处，我们再次采用从头往后依次拷贝，3 = 1、4 = 2进行到这里，我们发现3的位置已经拷贝成1了，出现了未拷贝数据提前覆盖的情况。

  不妨我们尝试从后往前拷贝：7 = 5、6 = 4、5 = 3、4 = 2、3 = 1，非常满意的结果。

memset

设置内存空间

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

• ptr要设置空间的起始地址
• num是字节数，表示我们要设置ptr向后num个字节的内存空间。
• value是每个字节的内存空间的设置值
• 返回值是ptr

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    char a[] = "hello wenhao!";
    char* p = (char*)memset(a, 'a', 13);
    printf("%s\n", p);
}
//打印结果是：aaaaaaaaaaaaa

看了这个例子我们发现memset具有初始化数组的能力。

//我们的目的是：将整型数组a中的每个元素都初始化为1
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    memset(a, 11, sizeof(int) * 10);
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    return 0;
}

上面的例子打印结果是：

为什么初始化后的结果不是我们期望的？

因为memset是以字节为单位设置内存空间的，上述例子是将a向后40个字节的内存空间都设置成1了，整型数组的每个元素占4个字节，32个bit位，memset后，每个元素所占的四个字节内存空间存储的二进制序列是00000001 00000001 00000001 00000001

而这个数就是我们打印的16843009

不过，我们可以给memset的第二个参数传入0，将整型数组每个元素都初始化为0，因为这时候设置后的每个元素的二进制序列是：

00000000 00000000 00000000 00000000

模拟实现

void* My_memset(void* ptr, int val, size_t num)
{
    assert(ptr);
    void* tmp = ptr;
    while (num--)
    {
        *((char*)ptr)++ = val;
    }
    return tmp;
}

memcmp

比较每个字节内存空间的数据

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

• 比较ptr1和ptr2后num个字节的内存空间，与strcmp类似，是逐个字节比较，如果要比较20个字节空间，在比较第17个字节时分出大小，则会返回对应值(>0 或 <0)，只有20个字节全相等，才会返回0。

• 返回值：

  

举例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";
  char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
  int n;
  n = memcmp ( buffer1, buffer2, sizeof(buffer1));
  if (n>0) 
      printf ("'%s' is greater than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  else if (n<0) 
      printf ("'%s' is less than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  else 
      printf ("'%s' is the same as '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  return 0;
}
//打印结果是：'DWgaOtP12df0' is greater than 'DWGAOTP12DF0'.