内存函数：memcpy(拷贝)，memmove(拷贝)，memcmp(比较)，memset(设置)

内存函数

  • 一.memcpy（内存拷贝1）
    • 1.函数使用
    • 2.模拟实现
  • 二.memmove（内存拷贝2）
    • 1.函数使用
    • 2.模拟实现
  • 三.memcmp（内存比较）
    • 1.函数使用
    • 2.模拟实现
  • 四.memset（内存设置）
    • 1.函数使用
    • 2.模拟实现

前言：

  • 之前我们学习了一些字符串库函数，并且模拟实现了它们。但是它们只能作用于字符串，那有没有适用于各种数据类型的函数呢？答案是有的，现在我将为你介绍——内存函数(memory function)
  • 内存函数头文件——string.h

一.memcpy（内存拷贝1）

1.函数使用

void* memory(void* destination, const void* source, size_t num);
  • memcpy函数用于拷贝两块独立空间中的数据（不可重叠），将源内存块按照每一个字节拷贝到目标内存块，num表示要拷贝字节的数目。destination 与 source 都是拷贝与被拷贝的起始地址。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };int arr2[10] = { 0 };int arr3[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };memcpy(arr2, arr1, 24);memcpy(arr3 + 2, arr3, 20);return 0;
}

在这里插入图片描述

  • 观察到arr1将前6个整形拷贝到了arr2中，也就是24个字节，是没有问题的。
  • 而第二个操作本来打算：将 arr3 中的 1,2,3,4,5 拷贝到 arr3 中的 3,4,5,6,7 上，但是得到的是1,2,1,2,1这是因为将1,2拷贝到3,4上，原来的内容就被修改了，达不到要求的效果。

总结：

  1. 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。
  2. 这个函数在遇到 ‘\0’ 的时候并不会停下来。
  3. 用于拷贝两块独立空间中的数据，如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。
  4. 由于不知道拷贝什么样的数据，所以参数的指针类型为void*（可接收任意类型指针），在函数内部强制类型转换为 char*，可以用于每个字节拷贝。

2.模拟实现

  • 首先是必不可少的断言操作，其次就是要保留目标空间的起始地址便于之后的返回。然后拷贝每一个字节中的内容，所以要循环 num 次。每拷贝一个字节，两个指针向后移动，直到循环结束为止。拷贝结束后返回起始地址即可。
void* my_memcpy(void* destination, const void* source, size_t num)
{assert(destination && source);//断言，当二者之一指针为NULL则报错void* ret = destination;//存起始地址便于返回while (num--)//循环拷贝，每次拷贝一个字节{*(char*)destination = *(char*)source;destination = (char*)destination + 1;source = (char*)source + 1;}return ret;
}

注意：在对 destination 和 source 指针进行操作时，要先将它们强制类型转换为 char* 类型的指针。(char* 类型的指针解引用操作时向后访问一个字节的内容)。而 void* （泛型指针）是不能进行解引用操作的。

二.memmove（内存拷贝2）

1.函数使用

  • 上面学习了memcpy函数，得知其不能用于处理重叠的内存之间的数据拷贝，那么这样实现重叠部分的数据拷贝呢？memmove会带你实现。
void* memmove(void* destination, const void* source, size_t num);
  • memmove函数用于拷贝两块空间中的数据（可以重叠），将源内存块按照每一个字节拷贝到目标内存块，num表示要拷贝字节的数目。destination 与 source 都是拷贝与被拷贝的起始地址。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };memmove(arr1 + 2, arr1, 20);return 0;
}

在这里插入图片描述

总结：

  1. 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，就得使用memmove函数处理。

2.模拟实现

分析：
1.当要将紫色区间拷贝到蓝色区间，若采用从前往后（1,2,3,4,5）拷贝，会改变紫色区间中要进行拷贝的数据。换个思路：采用从后往前拷贝，能避免这个问题。
在这里插入图片描述

2.当要将紫色区间拷贝到蓝色区间，若采用从后往前（7,6,5,4,3）拷贝，会改变紫色区间中要进行拷贝的数据。换个思路：采用从前往后拷贝，能避免这个问题。

在这里插入图片描述
总结：

  1. 在同一块内存中：重叠时，当dest指针 > src指针，采用从前向后拷贝。
  2. 在同一块内存中：重叠时，当dest指针 < src指针，采用从后向前拷贝。
  3. 在同一块内存中：若没有重叠，二者都可以采用。
  4. 在不同块内存中：二者都可以采用。
void* my_memmove(void* destination, const void* source, size_t num)
{assert(destination && source);//断言void* ret = destination;//保存起始地址if (destination < source)//从前向后拷贝{while (num--){*(char*)destination = *(char*)source;destination = (char*)destination + 1;source = (char*)source + 1;}}else//从后向前拷贝{while (num--){*((char*)destination+num) = *((char*)source+num);}}return ret;//返回起始地址
}

三.memcmp（内存比较）

1.函数使用

int memcmp(const void* ptr1, const void* ptr2, size_t num);
  • memcmp函数用于比较两个内存块大小的函数。它会比较从 ptr1 和 ptr2 指针开始的第一个字节。当 *ptr1 大于 *ptr2 的时候返回一个大于0的数；当 *ptr1 等于 *ptr2 的时候返回0；当 *ptr1 小于 *ptr2 的时候返回一个小于0的数。比较完一次，ptr1 与 ptr2 指向下一个字节，循环 num 次，直到结束为止 。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{int arr1[] = { 1,257 };//01 00 00 00 01 01 00 00int arr2[] = { 1,2 };  //01 00 00 00 02 00 00 00int ret = memcmp(arr1, arr2, 8);printf("%d\n", ret);return 0;
}

在这里插入图片描述
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  1. 在VS中内存采用的是小端存储方式。
  2. 数字在内存中是以2进制补码的形式存储的，但是为了更好的观察，以16进制展现出来。
  3. arr1与arr2中的前4个字节的内容都相同；但第5个字节，1<2，所以arr1 < arr2。

2.模拟实现

  • 首先就是断言，比较字节中的内容，若相同比较下一个字节中的内容，num–。直到字节内容不同或num==0，停止循环，返回二者字节内容的差值。
int my_memcmp(const void* ptr1, const void* ptr2, size_t num)
{assert(ptr1 && ptr2);while (*(char*)ptr1 == *(char*)ptr2 && num--)//1.*(char*)ptr1 != *(char*)ptr2  2.num==0                {ptr1 = (char*)ptr1 + 1;ptr2 = (char*)ptr2 + 1;}if(num==0)//二者相同return 0;else//二者不同return  *(char*)ptr1 - *(char*)ptr2;
}

四.memset（内存设置）

1.函数使用

void* memset(void* destination, int value, size_t num);
  • memset函数可以将内存块的某一部分设置为特定的字符。三个参数中，第一个参数是开始设置内存的起始位置，第二个参数是要将内存设置成的字符，第三个参数是从起始位置开始需要设置的内存的字节数。memset函数设置内存的时候是一个字节一个字节地设置的。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{char arr[] = "hello world";memset(arr + 6, 'x', 5);printf("%s\n", arr);return 0;
}

在这里插入图片描述
再比如：将arr初识化为全1（每个字节都初始化为1）

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{int arr[10] = { 0 };memset(arr, 1, 40);int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d\n", arr[i]);}return 0;
}

在这里插入图片描述
因为改变一次改变一个字节，而不是所以不适合初始化整形数组。适合修改字符串内容。

2.模拟实现

void* my_memset(void* destination, int value, size_t size)
{assert(destination);void* ret = (char*)destination;//保留目标空间的起始地址便于之后的返回while (size--){*(char*)destination = value;destination = (char*)destination + 1;}return ret;
}

创作不易，如果能帮到你的话能赏个三连吗？感谢啦！！！
在这里插入图片描述

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