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C语言第15讲：C语言内存函数

article 2024/11/30 15:32:29

1. `memcpy` 使用和模拟实现

1.1 函数定义

void * memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);

1.2 功能

将源内存块 src 的前 n 个字节复制到目标内存块 dest。

1.3 注意事项

目标区域与源区域不能重叠。若存在重叠，应使用 memmove。
这个函数在遇到'\0' 的时候并不会停下来。
返回值：返回 dest 指针。

1.4 示例代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() 
{
    char src[] = "Hello, World!";
    char dest[20];

    memcpy(dest, src, strlen(src) + 1); // 复制包括结束符'\0'
    printf("Copied string: %s\n", dest);

    return 0;
}

输出：

Copied string: Hello, World!

1.5 模拟实现

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

2.1 函数定义

void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n);

2.2 功能

与 memcpy 类似，但支持 重叠区域 的安全复制。

2.3 注意事项

当 dest 和 src 有重叠时，确保数据不会被破坏。
返回值：返回 dest 指针。

2.4 示例代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str[] = "abcdef";

    memmove(str + 2, str, 4); // 将前4个字符移动到位置2开始
    printf("After memmove: %s\n", str); // 输出 "ababcd"

    return 0;
}

输出：

After memmove: ababcd

2.5 模拟实现

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

3.1 函数定义

void * memset(void *s, int c, size_t n);

3.2 功能

将内存块 s 的前 n 个字节设置为值 c（以无符号字符解释）。

3.3 注意事项

通常用于初始化内存或清零操作。
返回值：返回 s 指针。

3.4 示例代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char buffer[10];
    memset(buffer, '*', sizeof(buffer) - 1); // 用'*'填充
    buffer[9] = '\0'; // 添加字符串结束符
    printf("Buffer: %s\n", buffer);

    return 0;
}

输出：

Buffer: *********

3.5 模拟实现

void *my_memset(void *s, int c, size_t n) {
    unsigned char *p = (unsigned char *)s;
	int i;
    for (i = 0; i < n; i++) {
        p[i] = (unsigned char)c;
    }

    return s;
}

4. `memcmp` 函数的使用

4.1 函数定义

int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);

4.2 功能

比较两块内存的前 n 个字节。

返回值：
- 0：两块内存相等。
- <0：s1 小于 s2。
- >0：s1 大于 s2。

在这里插入图片描述

4.3 注意事项

按字节逐一比较。
常用于比较数组或内存块。

4.4 示例代码

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str1[] = "abcdef";
    char str2[] = "abcdeg";

    int result = memcmp(str1, str2, 6);
    if (result == 0) {
        printf("str1 and str2 are equal.\n");
    } else if (result < 0) {
        printf("str1 is less than str2.\n");
    } else {
        printf("str1 is greater than str2.\n");
    }

    return 0;
}

输出：

str1 is less than str2.

4.5 模拟实现

int my_memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n) {
    const unsigned char *p1 = (const unsigned char *)s1;
    const unsigned char *p2 = (const unsigned char *)s2;
	int i;
    for (i = 0; i < n; i++) 
    {
        if (p1[i] != p2[i]) {
            return p1[i] - p2[i];
        }
    }

    return 0;
}