C语言从入门到实战——常用内存函数的了解和模拟实现

前言

内存函数（memory functions）指的是控制计算机内存操作的函数

1. memcpy使用和模拟实现

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。
• 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，复制的结果都是未定义的。
  
  

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[10] = { 0 };
	memcpy(arr2, arr1, 20);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;
}

对于重叠的内存，交给 memmove 来处理。

memmove也能实现不重叠的，比memcpy强大

memcpy函数的模拟实现:

assert断言函数，用来断言指针，count用来计数，根据输入的位数进行字节拷贝

void * memcpy ( void * dst, const void * src, size_t count)
{
	void * ret = dst;
	assert(dst);
	assert(src);
/*
* copy from lower addresses to higher addresses
*/
	while (count--) {
	*(char *)dst = *(char *)src;
	dst = (char *)dst + 1;
	src = (char *)src + 1;
	}
	return(ret);
}

2. memmove使用和模拟实现

void * memmove ( void * destination, const void * source, 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块是可以重叠的。
• 如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用 memmove 函数处理。
  
  

#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);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr1[i]);
	}
	return 0;
}

输出的结果：

1 2 1 2 3 4 5 8 9 10 

memmove 的模拟实现：
关于memmove函数是需要分情况的

按照上图所示，要分两种情况，之所以会出现这样的原因，是因为在字符串自己对自己拷贝的时候，会对自己原有的数据进行覆盖，导致出现这样的错误

void * memmove ( void * dst, const void * src, size_t count)
{
	void * ret = dst;
	if (dst <= src || (char *)dst >= ((char *)src + count)) {
/*
* Non-Overlapping Buffers
* copy from lower addresses to higher addresses
*/
	while (count--) {
	*(char *)dst = *(char *)src;
	dst = (char *)dst + 1;
	src = (char *)src + 1;
		}
	}
	else {
/*
* Overlapping Buffers
* copy from higher addresses to lower addresses
*/
	dst = (char *)dst + count - 1;
	src = (char *)src + count - 1;
	while (count--) {
	*(char *)dst = *(char *)src;
	dst = (char *)dst - 1;
	src = (char *)src - 1;
		}
	}
	return(ret);
}

3. memset函数的使用

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

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。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
	char str[] = "hello world";
	memset (str,'x',6);
	printf(str);
	return 0;
}

输出的结果：

xxxxxxworld 

注意：memset是以字节为单位设置的，错误的使用会出现不可控的情况，下面是关于memset的一种错误使用，因为memset是按字节来设置的，假如用来设置int 类型的数组，会出现下面的情况
这是char类型的数组

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char str[] = "hello world";
	memset(str,'1', 6);
	printf(str);
	return 0;
}

这是int类型的数组

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	int str[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
	memset(str,'1', 6);
	for (int i = 0; i < (sizeof(str) / sizeof(str[0])); i++)
	{
		printf("%d\n", str[i]);
	}
	return 0;
}

我们调用内存来看，memset把每一位都设置成了'1',所以我们一般都是使用memset来设置char类型的数据，因为char类型的数据是1个字节，而int类型是4个字节，会导致出错

4. memcmp函数的使用

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

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

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";
	char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
	int n;
	n = memcmp(buffer1, buffer2, sizeof(buffer1));
	if (n > 0)
		printf("'%s' is greater than '%s'.\n", buffer1, buffer2);
	else if (n < 0)
		printf("'%s' is less than '%s'.\n", buffer1, buffer2);
	else
		printf("'%s' is the same as '%s'.\n", buffer1, buffer2);
	return 0;
}

int my_memcmp (const char * str1, const char * str2,siez_t num)
{
	int ret = 0 ,count = 0;
	assert(str1 != NULL);
	assert(str2 != NULL);
	while(*str1 == *str2)
	{
		if(count == num ) break;
		if(*str1 == '\0')
			return 0;
		str1++;
	str2++;
	count++;
	}
	return *str1-*str2;
}