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内存函数(C语言)

2024/10/14 3:52:00 来源:https://blog.csdn.net/sparrowfart/article/details/140441732  浏览:    关键词:内存函数(C语言)

内存函数

以下函数的头文件:string.h

  • 针对内存块进行处理的函数

memcpy

函数原型:

void* memcpy(void* destination, const void* source, size_t num);目标空间地址                源空间地址
  • num,被拷贝的字节个数

  • 返回目标空间的起始地址

  • 从source函数向后拷贝num字节个数据到目标空间

  • 目标空间地址和源空间地址有重叠部分,有重叠内存的拷贝,结果是未定义的

  • C语言标准规定:memcpy可以不负责有重叠内存的拷贝

    • 而vs编译器的库函数也可以实现重叠内存的拷贝。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{int arr1[20] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };int arr2[20] = { 0 };memcpy(arr2, arr1, sizeof(int) * 5);for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

在这里插入图片描述

通过函数原型也发现,这个memcpy函数是一个函数参数,函数返回类型都是void无符号类型,这是说明该函数是一个,泛型函数,它可以接收任意类型的参数,使同一个函数能用于多种类型的数据

该用例说明了,将数组arr1从第一个元素开始的20个字节拷贝到arr2中。

模拟memcpy函数

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;
}

该函数是泛型函数,在返回类型和参数上要保持一致,后面的size_t num参数用来接收拷贝的字节个数。

能够进行任意数据类型的拷贝,这里只能将源空间一个一个字节拷贝到目标空间里,而void类型不是4个字节,所以将,dest和src强制类型转换为char类型,这样每循环一次就拷贝一个字节的内容,然后让指针dest和src向后走一个字节。

(char*)dest++;dest = *(char*)dest + 1;的区别:

c/c++里的强制类型转换,是临时的,(char*)dest++;试图将一个 void *类型的dest强制类型转换,然后++,语法是有问题的,对 (char *)dest使用++,实际上是 (char* dest) = dest + 1;,将无符号类型的指针赋给 char *类型的指针编译器会报错的
在这里插入图片描述

最后将目标空间的起始地址返回即可。

使用assert断言是因为,目标空间和源空间都不能为空,否则就是对空指针解引用,加一条assert是代码具有更好的健壮性。

memmove

函数原型:

void* memmove(void* destination, const void* source, size_t num);
  • 负责重叠内存的拷贝
  • 用法与memcpy相同。
  • memmove可以是memcpy的替代,它支持更多的使用场景,重叠内存的拷贝。

模拟memmove函数

俩个函数的功能及其相似,它们在实现上的不同,模拟memcpy函数是,对字节进行拷贝时,是将source里的字节从前向后一个一个拷贝的,如图:

source里一共有12个字节,模拟的memcpy函数将从数字2开始的第一个字节,一个一个拷贝到目标空间里。
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若两快空间重叠时会发生哪些情况:

  • dest指针大于source指针,目标空间与源空间重叠,但目标空间起始地址小于源空间,此时针对情况一,如上图橘色与蓝色重叠部分
  • dest指针小于source指针,目标空间与源空间重叠,但目标空间起始地址大于源空间,此时针对情况二,如上图绿色与蓝色重叠部分

情况一:

  • 当使用从前向后一个一个字节的拷贝时, 0 被拷贝为 2,1 被拷贝为 3,2 被拷贝为 4,结果与预期相符和,所以当目标空间与源空间重叠,但目标空间起始地址小于源空间时,采用从前向后一个字节一个字节的拷贝。

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情况二:

  • 对应情况二使用从前向后一次拷贝字节时,将源空间内容拷贝到密目标空间,此时 4 被拷贝为 2 , 5 被拷贝为 3 , 6被拷贝为2。

  • 与预期结果并不相符和,预期拷贝后的结果时 0 1 2 3 2 3 4。

  • 实际结果为,0 1 2 3 2 3 2。

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可以发现,使用从前向后一起拷贝字节时,源空间的内容覆盖掉,它还没有拷贝就已经被覆盖了,并将其放置在目标空间的最后一个位置。解决这种办法也很好理解,既然从前向后拷贝不行,那我们从后向前拷贝不久可以了。这样就避免了,还没有将源空间的数据拷贝到目标空间就被覆盖的情况。

将source指针和destination指针向后偏移num个字节 (char*)dest + num (char*)src + num,这样它两就指向最后一个字节,从后向前拷贝,每拷贝完一个字节后 num–

在这里插入图片描述

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

当dest > src时,从后向前,第一步将dest和src偏移到最后一个位置, (char*)dest + num (char*)src + num,然后进行赋值 ,

*((char *)dest ) = *((char *)src );,其代码内讲多块内容合并在一起操作,通过控制num大小,来控制了dest和src偏移的位置,而循环结束的条件的num为0,这样就有了一条很精简的代码。

memset

函数原型:

void* memset(void* ptr, int value, size_t num);被填充空间    改变的内容 设置的字节个数       

memset,是用来设置内存的,将内存以字节为单位,

  • 将每个字节设置为 value的内容

很朴素的用法,没有过多的变化,但结果往往会让人出乎意料~。

int main()
{int arr1[20] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };int arr2[20] = { 0 };memset(arr2, 9, 5);memset(arr1, 8, 5);for (int i = 0; i < 6; i++){printf("%d ", arr1[i]);}printf("\n");for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

这不是一个使用的案例,通过运行代码能够发现数组arr1和arr2的结果相当的大,这是因为memset是在字节上设置内容,这里的第一条memset语句,将数组arr2里的五个字节内容,都放置了一个数字9,而内存里的 09 09 09 09实际上是16进制数,0x09090909,所以在打印的结果上会很大。

数字arr1的结果,同数组arr2一样,即使在传递的数组这块内容已经放的有值,memset还会将其覆盖。
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这里以字符串为例,字符串的大小是一个字节,这里我试图将字符数组arr1里的前三个字节内容置为x。

int main()
{char arr1[10] = "abcdef";memset(arr1, 'x', 3);return 0;
}

在这里插入图片描述

观察结果,memset函数指哪打哪~,也没有在最后一个x后多余的放置 '\0'

memcmp

函数原型:

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

比较字节大小:

  • ptr1 > ptr2 返回大于0
  • ptr1 < ptr2 返回小于0
  • 等于返回 0
  • num是指比较字节个数

memcmp函数与字符串函数里的strncmp功能很类似,前者是通过比较字节大小,后者是比较字符大小。

int main()
{int arr1[] = { 1, 2, 5 };int arr2[] = { 1, 2, 6 };printf("%d \n", memcmp(arr1, arr2, 8));return 0;
}

arr1前12个字节:

01 00 00 00 02 00 00 00 05 00 00 00

arr2前12个字节

01 00 00 00 02 00 00 00 06 00 00 00

试图比较前8个字节的大小时,返回的结果是0,每个字节上的内容都是相等的,而 memcmp(arr1, arr2, 9);,比较前9个字节大小时,将返回小于0的数字, 06 > 05 。

cmp(arr1, arr2, 8));
return 0;
}
arr1前12个字节:

01 00 00 00 02 00 00 00 05 00 00 00

arr2前12个字节

01 00 00 00 02 00 00 00 06 00 00 00

试图比较前8个字节的大小时,返回的结果是0,每个字节上的内容都是相等的,而 memcmp(arr1, arr2, 9);,比较前9个字节大小时,将返回小于0的数字, 06 > 05 。

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