C语言-------内存函数

前面向大家介绍了C语言中的字符函数和字符串函数，今天再向大家介绍一下类似的函数————

C语言中的内存函数。

1. memcpy函数的使用和模拟实现

memcoy函数是一种通过内存来复制内容的一种函数，以字节为基本单位进行，斌并且是一个可以复制任何类型数据的函数。

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

上面代码就是memcpy函数的一个基本形式。

用法解释：destination是一个指向目标空间的 void* 类型的指针，source是一个指向源空间(提供复制的内容的对象)的指针。num是一个无符号整形的参数，单位是字节。

意思就是从source指向的位置开始向后复制num个字节的内容复制destination指向的位置。

使用时注意事项：

1. memcpy函数进行内容的复制时，遇到源空间的 '\0' 不会停止。

2. memcpy函数进行内容复制时的基本单位是字节。

3. memcpy函数使用时，最好不要涉及到目标空间和源空间共同覆盖的空间，否则复制的结果都是未定义的。

老样子，上代码。

int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };int arr2[5] = { 0 };printf("复制前arr2数组为：");int i = 0;for (i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", arr2[i]);}printf("\n");memcpy(arr2, arr1, 3 * sizeof(arr1[0]));//3*sizeof(arr1[0])是指将从arr1开始复制直到到达12个字节printf("复制后arr2数组为：");for (i = 0; i < 5; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;}

memcpy函数的模拟实现

void my_memcpy(void* dest, const void* src, int num) //设置成void* 型指针是为了接受任何类型的数据
{while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;//因为void*指针无法直接进行解引用，我们将其转换成char*型的dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}
}
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5 };int arr2[10] = { 0 };my_memcpy(arr2, arr1, 20);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

以上就是memcpy函数的模拟实现

有人看了代码就疑惑了，为什么偏偏实现函数功能是将指针强制转换成char*的呢？

其实就是为了方便操作

本质上是将要复制的内容转换为一个一个字节复制过去，而char*型的指针一次就只能操作一个字节，就实现了通过一个一个字节来复制内容。

运行如下图

实现模拟之后，我们再来解释一下为什么操作的空间最好不要有重叠。

void my_memcpy(void* dest, const void* src, int num) 
{while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}
}
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};my_memcpy(arr1+3, arr1, 20);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

通过画图我们知道，按照上面代码操作，4和5的空间是共同覆盖的，所以当进行到复制半路的途中，4和5就会被改为1和2了，然而4和5也是后面要复制的内容，但是4和5已经提前被改为1和2了，所以后面的复制操作也是会有影响的。

运行代码

但是这种效果是通过我们模拟实现的。

如果我们真使用上memcpy函数时，memcpy函数还是会正常实现复制的。

这说明VS中memcpy函数已经具备了处理空间重叠的问题。但我们如果以后遇到的空间是重叠的，最好不要使用memcpy函数。

所以C语言就为我们提供了一个处理空间重叠的函数------memmove函数

2. memmove函数的使用和模拟实现

其实memmove函数和memcpy函数的用法是差不多的，不同点在于memmove函数是专门设计来处理目标空间和源空间重叠的问题的。

需要注意的是：memmove函数处理的基本单位也是字节。

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

上代码

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

运行代码发现，memmove函数在处理目标空间和源空间重叠时，是可以正常将源空间的内容复制到目标空间的。

所以每当我们在复制内容时，遇到目标空间和源空间重叠的问题时，必须使用memmove函数。

memmove函数的模拟实现

在模拟实现memmove函数遇到的情况比较多也比较复杂。我们一一来分析。

第一种情况

如上图，当dest和src指向的空间没有重叠时，我们只需要把src里面要复制的内容从前向后或者从后向前拷贝到目标空间中去。

第二种情况

如图，当src指向的空间于dest指向的空间有重叠部分时，并且src在dest的左边时，我们依次将src指向的内容从前向后拷贝到dest指向的空间时，我们会发现这样拷贝时，我们会将后面要拷贝的4和5变成了1和2，这样要拷贝4和5时就无法拷贝了，因为4和5应经提前被替换成1和2了，已经没有4和5了。

所以这时候我们要改变一下，将src里面的内容从后向前拷贝。

如上图，当我们将src指向的内容依次从后向前拷贝到dest指向的目标空间时，我们会发现这样就能正常复制内容。

第3种情况

这时我们发现当空间有重叠时，并且src在dest的右边时，我们将src里面的内容依次从前向后拷贝的dest指向的空间时，是可以正常运行的。

总结：

1.当 src在 1 区域时，也就是在dest的左边时，我们将src指向的内容从后向前拷贝。（src<dest)

2.当src在 2 和 3 区域时，也就是在dest的右边时，我们将src指向的内容从前向后拷贝。(src>dest)

代码实现

void my_memmove(void* dest, void* src, int num)
{if (src > dest){//从前向后拷贝while (num--){*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src+1;}}else{while (num--){//num- -的同时，也样dest和src向后退了 *((char*)dest + num) = *((char*)src + num);}}
}
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int sz = sizeof(arr1) / sizeof(arr1[0]);my_memmove(arr1 + 2, arr1, 20);int i = 0;for (i = 0; i < sz; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

运行代码

3.memset函数的使用

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

memset函数是用来设置内存的，将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容。

解释memset的3个参数

1.ptr 是一个void* 类型的指针，其指向的是被修改内容空间的起始位置。

2.value是我们要设置的内容。

3.num 是表示从ptr指向的起始位置开始向后有多少个字节的内容需要改变。

老样子，上代码感受

int main()
{char arr[] = "hallo bit";memset(arr, 'x', 5 * sizeof(arr[0]));printf("%s", arr);return 0;
}

4.memcmp函数的使用

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

memcmp函数是用来比较ptr1指向的内容和ptr2指向的内容后num个字节的内容的大小。

返回值	ptr1-ptr2
>0	>0
0	==0
<0	<0

我们还是直接通过代码感受一下

int main()
{char* str1 = "abcd";char* str2 = "abce";int ret=memcmp(str1, str2, 4);printf("%d\n", ret);if (ret > 0){printf("str1>str2");}else if (ret < 0){printf("str1<str2");}else{printf("str1==str2");}
}

运行代码