C语言:内存操作函数memcpy、memmove、memset和memcpy的使用和模拟实现

2024-04-28 02:36

本文主要是介绍C语言:内存操作函数memcpy、memmove、memset和memcpy的使用和模拟实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

一:memcpy的使用和模拟

memcpy使用时需要包含的头文件为#include<string.h>

void* memcpy(void* destination,const void* source,size_t num) 
  • 函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination指向的内存位置(特别注意的是这里拷贝的单位是字节)
  • 这个函数在遇到  ‘\0’  的时候并不会停下来
  • 如果source和destination有任何的重叠,拷贝的结果都是不可预知的
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[20] = { 0 };//将arr1数组中前5个元素(20个字节)的内容拷贝放置在arr2数组中memcpy(arr2, arr1, 20);for (int i = 0; i < 20; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

运行结果:

 代码解析:

这个代码的主要作用是将数组arr1中前5个元素(一个int 即4个字节,所以5个元素相当于20个字节)拷贝到数组arr2中,然后我们用一个for循环将数组arr2中的20个元素进行打印

 二:memcpy函数的模拟实现

//memcpy拷贝结束后返回目标空间的起始地址
//memcpy的模拟实现
void* my_memcpy(void* dest, void* src, size_t num)
{assert(src && dest);void* ret = dest;while (num--){*((char*)dest) = *((char*)src);((char*)dest)++;((char*)src)++;}return ret;}int main()
{int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//将数组arr1中的前5个元素拷贝至arr2中//1  2  3  4  5int arr2[20] = { 0 };//1 2 3 4 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 my_memcpy(arr2, arr1, 20);int i = 0;//将数组arr2中的元素打印for (i = 0; i < 20; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

代码结果:

代码讲解: 

模拟实现memcpy,memcpy拷贝结束后会返回目标空间的起始地址
定义两个指针和两个数组,将源头数组中4个元素(即20个字节)的内容拷贝至目标空间dest数组中,由于我们这里的memcpy函数针对的是内存块,所以memcpy不仅可以实现对int类型数据的拷贝,还可以拷贝char类型的数据。因此我们在这里定义的指针类型为void类型,返回类型为void类型的指针(void类型指针可以接受各种类型的指针类型),但需要注意我们不能直接对void类型的指针实现解引用。

需要注意不能直接src++或者dest++来达到指针向后移动的功能,我们需要将src和dest强制类型转换为具体类型例如char,int类型,但是由于我们是一个字节一个字节的将数组arr1中的前5个数据内容拷贝至arr2中的,如果我们选择强制类型转换成int类型有一些情况下我们可能无法使用。例如如果我们只需要将arr1中的17个字节的内容拷贝至目标空间arr2中的时候如果我们使用强制转换成int类型就无法实现。所以我们需要强制转换成char类型,即  ((*char) src)++和  ((*char) dest)++

由于源头内存不能被修改,所以可以在src前面加上const修饰

另外特别需要注意的是:
由于memcpy函数调用结束后会返回目标空间的起始地址,即指针dest,但是dest在代码中会别使用起始地址已经发生改变,所以一开始的时候我们可以先定义一个指针变量来存放dest的起始地址

小比较:memcpy函数主要考虑的是将一个数组中的元素拷贝至另一个数组中,如果将一个数组中的内容拷贝至同一个数组中拷贝的结果是未知的。例如:将arr1数组中1 2 3 4 5 拷贝至3 4 5 6 7 的位置,由于拷贝的内存空间发生重叠,此时应当使用memmove函数来实现。

三:memmove的使用

void* memmove(void* dest,void* src,size_t num)
  • 和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存空间可以重叠
  • 如果源空间和目标空间发生重叠,就得使用memmove函数处理

 

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

运行结果:

 

  四:memmove函数的模拟实现

情况1:将数组arr1中的数据1 2 3 4 5 拷贝至数组arr + 2(即数据3的位置) 的位置,即将数组arr1中的数据3 4 5 6 7 改成1 2 3 4 5 ,需要从后向前拷贝数组arr1的数据,即先将数据5拷贝至7的位置,再将数据4拷贝至6的位置,以此类推,最后将数据1拷贝至3的位置。这是因为如果直接将数据1 2 3 4 5拷贝至3 4 5 6 7的位置会导致数据被覆盖,无法实现要求,如下图所示:

正确拷贝方式如下图:

情况2:
将数组arr1中的数据3 4 5 6 7 拷贝至数组arr1中1 2 3 4 5 的位置,即将数组arr1中的数据1 2 3 4 5改成3 4 5 6 7。在这里我们需要从前向后拷贝数组arr1中的数据,即先将数据3拷贝至1的位置,再将数据4拷贝至2的位置以此类推,最后将数据7拷贝至5的位置,那么数组arr1最终会变成3 4 5 6 7 6 7 8 9 10。拷贝过程如下图所示:

运行结果1:

 执行结果2:

 

 小总结:

memmove函数拷贝过程共有3中情况:

第一种情况为:dest < src如下图:

在这种情况下:需要将src中的数据从后向前拷贝至目标空间

第二种情况为dest > src如下图:

 在这种情况下:需要将src中的数据从前向后拷贝至目标空间

 第三种情况为第十二条和src没有重叠空间如下图:

 

 在这种情况下:即可以将src中的数据从前向后拷贝至目标空间,也可以从后向前将数据拷贝至目标空间 

 为了方便我们将dest< src分成一种情况,dest > src分成一种情况。

模拟代码:

​
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>void* memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);void* ret = dest;if (dest < src){//src从前向后拷贝while (num--){*((char*)dest) = *((char*)src);((char*)dest)--;((char*)src)++;}}else{//src从后向前拷贝while (num--){*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);}}return ret;
}
//memmove的使用
int main()
{int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };memmove(arr1 + 2, arr1, 20);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}​

五:memset函数的使用

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

 注释:ptr指的是指向要被修改的指针,value指的是要被修改成的内容,num指的是要被修改的个数。

注意:memset是用来设置内存的,将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容,以字节为单位就代表着如果我们要修改的内容为int类型可能结果与我们预想的不一样,如下例代码:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
//memset的使用
int main()
{int arr1[5] = { 1,2,3,4,5 };memset(arr1, 1, 20);//以字节为单位将arr1中的5个元素该成1for (int i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

运行结果:

 

内存情况:

 

 

 由此可知:由于每个字节的是01,所以最后的结果是16843009而不是1。

 六:memcpy函数的使用

int memcpy(const void* ptr1,const void* ptr2,size_t num)

 功能:

  • 比较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始向后的num个字节的内容
  • 返回值如下:

 

 如果ptr1比较的内容 < ptr2比较的内容,返回 <0的数 ;

 如果ptr1比较的内容 = ptr2比较的内容,返回 0 ;

 如果ptr1比较的内容 > ptr2比较的内容,返回 >0 的数;

 代码:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
//memcpy的使用
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };int arr2[] = { 1,2,3,4,8,8,8,8 };int ret = memcmp(arr1, arr2, 16);//比较arr1和arr2中前16个字节的内容(即4 个元素)printf("%d\n", ret);return 0;
}

 运行结果:

​​​​​​​

 

 代码:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
//memcpy的使用
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8 };int arr2[] = { 1,2,3,4,8,8,8,8 };int ret = memcmp(arr1, arr2, 20);//比较arr1和arr2中前20个字节的内容(即5个元素)printf("%d\n", ret);return 0;
}

运行结果:

这篇关于C语言:内存操作函数memcpy、memmove、memset和memcpy的使用和模拟实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/942125

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