C语言内存函数
一、memcpy使用和模拟实现
要理解memcpy的使用和模拟实现首先要看看其函数原型，函数原型如下：
void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );
1.1memcpy函数
memcpy —— 针对内存块拷贝，包含头文件<string.h>
1.这个函数遇到’\0’的时候并不会停下来。
2.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。
3.如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。
下面我们看看它的使用举例：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr1[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int arr2[20] = {0};
memcpy(arr2,arr1,20);
int i = 0;
for(i = 0; i < 20; i++)
{
printf("%d",arr2[i]);
}
return 0;
}
运行结果如下图：
1.2memcpy函数的模拟实现
下面我们来进行memcpy函数的模拟实现：
代码如下：
void* my_memcpy(void*dest,const void*src,size_t num)
{
void*ret = dest;
int i = 0;//memcpy函数拷贝完成后，会返回目标空间的起始地址
assert(dest && src);
while(num--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
src = (char*)src + 1;
dest = (char*)dest + 1;
}
return ret;
}
二、memmove使用和模拟实现
要理解memmove的使用和模拟实现首先要看看其函数原型，函数原型如下：
void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );
2.1memmove函数
注：包含头文件<string.h>
1.和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。
2.如果源空间和目标空间出现重叠，就使用memmove函数处理。
下面我们看看它的使用举例：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
memmove(arr + 2,arr,5 * sizeof(int));
int i = 0;
for(i = 0;i < 10; i++)
{
printf("%d",arr[i]);
}
return 0;
}
运行结果如下图：
2.2memmove函数的模拟实现
下面我们来进行memmove函数的模拟实现：
memmove函数拷贝完成后，会返回目标空间的起始地址。
代码如下：
void*my_memmove(void*dest,const void*src,size_t num)
{//前 ——> 后
if(dest < src)
{
while(num--)
{
assert(dest && src);
void*ret = dest;
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
}
else
{//后 ——> 前
while(num--)
{
*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
}
}
return ret;
}
三、memset函数的使用
要理解memset的使用和模拟实现首先要看看其函数原型，函数原型如下：
void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );
3.2memset函数及使用
注：包含头文件<string.h>
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。
memset函数的使用代码如下：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char arr[] = "hello world";
memset(arr + 2,'y',7);
printf("%s\n",arr);
return 0;
}
运行结果如下图：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr[5] = {0};
memset(arr,1,20);//以字节为单位设置的
int i = 0;
for(i = 0;i < 5;i++)
{
printf("%d",arr[i]);
}
return 0;
}
运行结果如下图：
四、memcmp函数的使用
要理解memcmp的使用和模拟实现首先要看看其函数原型，函数原型如下：
int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );
4.1memcmp函数及使用
注：包含头文件<string.h>
memcmp —— 完成内存块的比较
比较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始，向后的num个字节内容。
返回值如下图：
memcmp函数的使用代码如下：
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
int arr1[] = {1,2,3,4,5,6,7};
int arr2[] = {1,2,3,4,8,8,8};
int ret = memcmp(arr1,arr2,20);
printf("%d\n",ret);//-1
return 0;
}
运行结果如下图：
五、总结
本文详细探讨了C语言中几个核心内存操作函数的使用方法和原理，包括 memcpy、memmove、memset 和 memcmp。这些函数是处理内存数据的基本工具，广泛应用于高效的内存管理、数据复制、初始化和比较等场景。
memcpy 函数
memcpy 函数的原型为 void *memcpy(void *destination, const void *source, size_t num)，其主要功能是将指定数量的字节从源内存块复制到目标内存块。memcpy 的使用前提是源内存和目标内存区域不重叠，因为该函数并不处理内存重叠的情况。在实际应用中，memcpy 主要用于对非重叠内存区域的快速复制。
在模拟实现中，memcpy 通过逐字节复制数据，通过指针递增和内存访问完成复制操作。模拟代码展示了如何通过简单的循环结构，逐步将源地址的数据传输到目标地址。
memmove 函数
与 memcpy 相似，memmove 也用于内存块的复制，但其不同之处在于，memmove 可以处理内存重叠的情况。其函数原型为 void *memmove(void *destination, const void *source, size_t num)。在源和目标内存区域重叠的情况下，memmove 会根据内存区域的相对位置决定从前向后还是从后向前复制数据，从而保证数据正确传输。
memmove 的实现逻辑包括对内存重叠情况的判断：若目标地址小于源地址，则从前向后复制；若目标地址大于源地址，则从后向前复制，确保数据的正确迁移。
memset 函数
memset 函数的原型为 void *memset(void *ptr, int value, size_t num)，其功能是将内存中的指定字节区域初始化为指定的值。该函数广泛应用于内存初始化、清零或者填充操作。例如，在清空数组或设置内存为特定的字节值时，memset 是非常有效的工具。
示例代码展示了如何通过 memset 将字符串和整数数组的部分内容设置为指定值。需要注意的是，memset 按字节处理内存，因此对于多字节类型的数据，可能会产生不可预期的效果。
memcmp 函数
memcmp 函数的原型为 int memcmp(const void *ptr1, const void *ptr2, size_t num)，用于比较两块内存区域的内容。函数通过逐字节对比两块内存，从而判断其内容是否相同。返回值为零表示两块内存完全相同，非零值则表示两块内存存在差异。memcmp 常用于内存内容的差异比较或判断两个内存块是否相等。
总结
memcpy、memmove、memset 和 memcmp 是C语言中处理内存数据的基础函数，掌握它们的使用方法对于进行高效的内存操作至关重要。memcpy 和 memmove 都用于内存复制，但 memmove 能够安全地处理内存重叠情况。memset 用于设置内存内容，而 memcmp 用于比较内存区域。理解这些函数的应用场景及其内部实现，有助于程序员在进行内存操作时避免潜在的错误，提升程序的性能和稳定性。
本文通过模拟实现这些函数，进一步深入剖析了其实现原理，帮助读者在实际编程中更灵活地运用这些内存操作函数，理解其背后的机制，并优化内存管理和数据处理策略。