【C语言基础】:内存操作函数

文章目录

      • 一、memcpy函数的使用和模拟实现
        • 1.1 memcpy函数的使用
        • 1.2 memcpy函数的模拟实现
      • 二、memmove函数的使用和模拟实现
        • 2.1 memmove函数的使用
        • 2.2 memmove函数的模拟实现
      • 三、memset函数的使用
        • 3.1 menset函数的使用
      • 四、memcmp函数的使用
        • 4.1 memcmp函数的使用

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一、memcpy函数的使用和模拟实现

函数原型

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

内存复制块

  1. 将num字节的值从源指向的位置直接复制到目标指向的内存块。
  2. 源指针和目标指针所指向的对象的底层类型与此函数无关;结果是数据的二进制副本。
  3. 该函数不检查源中是否有任何终止null字符——它总是精确地复制num个字节。
  4. 为了避免溢出,目标参数和源参数所指向的数组的大小应该至少为num字节,并且不应该重叠(对于重叠的内存块,memmove是一种更安全的方法)。
1.1 memcpy函数的使用

【示例】:将arr1中的前5个元素拷贝到arr2中

#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);for (int i = 0; i < 20; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

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1.2 memcpy函数的模拟实现

模拟思路

函数参数和返回类型mencpy不仅可以将拷贝整形数据,其他的数据类型也可以拷贝,即参数类型根据传入的数据类型决定,需要接受任意类型的地址,所以参数类型可以定义成void*,因为src是原数据,我们不期望它被修改,所以要加const进行修饰;还需要指定拷贝num字节的值,即num要为非负数,为了避免传入进来的num是一个负数,可以将num定为size_t类型,memcpy返回的是目标空间的起始地址,即返回类型我们也定为void* 。
函数体:首先用assert断言判断传入进来的是否为空指针;void* 类型的指针不可以直接解引用,这里的num是指字节数,不同的数据类型所占的字节数不同,所以最好一个一个字节访问,即将 void* 强转成 char* (解引用时一次访问一个字节)类型;每访问一个字节后就自增一,拷贝完成后,这时的dest已经不再指向首元素地址,所以在这之前要创建一个void* 的指针记录dest,最后返回记录dest的指针即可。

模拟代码

#include<stdio.h>
#include<assert.h>void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);void* ret = dest;while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;src = (char*)src + 1;dest = (char*)dest + 1;}return ret;
}int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[20] = { 0 };my_memcpy(arr2, arr1, 20);for (int i = 0; i < 20; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

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注意memcpy函数不可以拷贝重叠的内存块(虽然也能实现)但不安全,对于重叠的内存块,memmove是一种更安全的方法。

二、memmove函数的使用和模拟实现

函数原型

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

移动内存块

  1. 将num字节的值从源指向的位置复制到目标指向的内存块。复制就像使用了中间缓冲区一样进行,从而允许目标和源重叠。
  2. 源指针和目标指针所指向的对象的底层类型与此函数无关;结果是数据的二进制副本。
  3. 该函数不检查源中是否有任何终止null字符——它总是精确地复制num个字节。
  4. 为了避免溢出,目的参数和源参数所指向的数组的大小至少为num字节。

memcpymemmove的区别就在于memmove可以复制重叠的内存块

2.1 memmove函数的使用

【示例】:将arr1中的1,2,3,4,5这几个元素拷贝到arr1中的3,4,5,6,7的位置。

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };memmove(arr1 + 2, arr1, 5 * sizeof(int));for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

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2.2 memmove函数的模拟实现

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模拟思路

函数参数和返回类型:和memcpy函数一致,这里就不多作介绍了。
函数体:这里总体要分两种情况:一种是dest<src,另一种就是dest>src;对于第一种情况,需要从前向后拷贝,对于第二种情况,需要从后向前拷贝,至于不重叠的话,无论是从前向后还是从后向前都是可以的。从前向后拷贝的方法和memcpy是一致的,这里就不多说了;从后向前拷贝也比较简单,src强转成 char* 之后加上num就是最后一个字节,然后num不断自减,就可以实现从后向前拷贝。

模拟代码

#include<stdio.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);void* ret = dest;if (dest < src){// 前-->后while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;src = (char*)src + 1;dest = (char*)dest + 1;}}else {// 后-->前while (num--){*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);}}return ret;
}int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };my_memmove(arr1 + 2, arr1, 5 * sizeof(int));for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

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三、memset函数的使用

函数原型

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

填充内存块
将ptr指向的内存块的前num个字节设置为指定的值(解释为unsigned char)。
参数说明
ptr
指向要填充的内存块的指针。
value
需要设置的值。该值作为int类型传递,但函数使用该值的unsigned char转换来填充内存块。
num
要设置为该值的字节数。size_t是一个无符号整型。

3.1 menset函数的使用

【示例】:将arr数组中的hello替换成x

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char arr[] = "hello world";memset(arr, 'x', 5);printf("%s\n", arr);return 0;
}

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注意:这里的num指的是该值的字节数

四、memcmp函数的使用

函数原型

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

比较两个内存块
将ptr1所指向的内存块的前num字节与ptr2所指向的前num字节进行比较,如果它们都匹配则返回0,如果不匹配则返回不同于0的值,表示哪个值更大。
参数说明
ptr1
指向内存块的指针。
ptr2
指向内存块的指针。
num
要比较的字节数。
注意:与strcmp不同,该函数在找到空字符后不会停止比较。

return value(返回值)indicates(含义)
<0在两个内存块中不匹配的第一个字节在ptr1中的值低于ptr2中的值(如果作为unsigned char值计算)
0两个内存块的内容是相等的
.>0在两个内存块中不匹配的第一个字节在ptr1中的值大于ptr2中的值(如果作为unsigned char值计算)
4.1 memcmp函数的使用

【示例】:比较arr1数组和arr2数组中前16个字节;在比较前17个字节。

#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 ret1 = memcmp(arr1, arr2, 16);int ret2 = memcmp(arr1, arr2, 17);printf("%d\n", ret1);printf("%d\n", ret2);return 0;
}

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分析:一个整型占4个字节,比较前16个字节就是比较前4个元素,前4个元素都是一样的,所以返回0。但从17个字节开始,arr1和arr2数组就开始不同了,arr1是05,而arr2是08,08大于05,所以返回-1。

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