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C语言中的内存函数

news 2024/10/21 22:25:44

字符函数和字符串函数的章节结束了，接下来我们进入到C语言中的内存函数

今天的主角有：memcpy 函数、memmove 函数、memset 函数、memcmp 函数

一 . memcpy 函数

（1）memcpy 函数的使用

这个 memcpy 函数是专用于内存拷贝的，大家是不是觉得很熟悉，我们才刚刚学习过用于拷贝的函数 —— strcpy 函数和 strncpy 函数，那么它们之间有着怎样的区别呢？

我们之前学习的 strcpy 函数、strncpy 函数是专用于字符串之间拷贝字符的，那么今天我们将要学习的 memcpy 函数诸君看到标题也能知道这个是用于内存拷贝的，它是不仅仅局限于拷贝字符串的，而是所有类型都能拷贝，并且，它可没有什么 memncpy，它本身就能对我们拷贝的元素个数进行限制

（1 . 1）对字符串的拷贝：

（1 . 2）对整型的拷贝：

如上图所示，我们的 memcpy 函数的运用还是相当简单的，有着前两期对这一系列函数的讲解，我相信聪明的诸君理解起来都是非常之简单的，轻松拿捏。如果是没有看过前两期的小伙伴，我建议还是可以去看一看的，能够帮助理解

（2）memcpy 函数的模拟实现

咱们这里直接以整型为例：

（2 . 1）使用 if 循环：

看过前两期的朋友我无需多言，在我们的 My_memcpy 内就是进行的一个简单的赋值、前进再循环

大家可以注意到，我们原 memcpy 函数的格式：

它的接收参数和返回值都是 void * 类型的，我们虽然是用整型举例，但我们实质还是模拟实现 memcpy 函数，我们不能只用整型，也得遵循 void * 类型的接收返回，我们这里虽然是整型类型，但是朋友们请注意了，我们在赋值时用的是 char * 的强转，为什么不用 int * 强转呢？这是因为我们这里需要拷贝给的正好是 20 个字节长度，但如果我给你 17 个字节呢？4 次拷贝结束，剩下的 1 个字节如何处理呢？所以我们选用 char * 类型一个字节一个字节的拷贝是一种更加严谨的操作

我们这个：dest = （char*）dest + 1 为什么不写成：（char*）dest ++ 呢？直接一步到位，这一次我们为什么要用这样 “ 原始 ” 的方式呢？因为我们的强转是一种临时操作，在我们强转之后在解引用的时候，dest 已经不是（char*）的类型了，它依旧是（void*）类型。这个时候有同学要问了，那这样呢：++（char*）dest，这种前置 ++ 是会优先运算的，这个 ++ 的时候我们 dest 还是（char*）的类型，但是这样的方式看似可行，是强转后的马上++，但是这样的方法不能保证在所有的编译器上正确运行的。所以我们只能返璞归真，用这种形式

（2 . 2）使用 while 循环：

while 循环我们直接用 num -- 作为循环条件，直至 num 为 0 自动跳出循环，这一点相信诸君不难理解吧

一 . 一 . memcpy 函数不能用于重叠的内存拷贝

什么叫重叠的内存拷贝呢？如下：

具体解析咱们文字不好说，我用画图的方式给大家呈现：

诸君可以看到，当我们拷贝对象和地址有部分重叠时，当我们需要把 “ 3 ” 拷贝到 “ 5 ” 这个位置的是偶，我们的 “ 3 ” 已经不是 3 了，这个时候它已经被 1 替换掉了

有的同学坚信实践是检验真理的唯一标准昂，自己去试了一下发现没有问题啊，怎么这样说呢，那是因为我们特殊的编译环境，VS上的库函数 memcpy 也能实现重叠内存的拷贝，但并不是所有编译器上都能实现，可能在其他编译器就跑不动了呢？在我们C语言的标准规定中是定义memcpy 函数不负责重叠内存的拷贝，非要使用的话，结果是未定义的，所以我们尽量避免用memcpy 函数去进行重叠内存的拷贝，咱们术业有专攻，进行重叠内存拷贝的角色另有人选，那就是我们接下来即将登场的 memmove 函数！

二 . memmove 函数

（1）memmove 函数的使用

memmove 函数的使用格式跟我们之前讲的一系列函数大差不差，没啥新知识点，咱们多的不说少的不唠，直接演示：

大家看，这一个 memmove 函数就能完美执行我们重叠内存的拷贝，这个没有什么好说的点，咱们直接进入下一环节了昂

（1）memmove 函数的模拟实现

解析：memmove 函数的模拟实现有很重要的点，因为我们并不了解 memmove 函数实现的底层逻辑，我们不可能直接一步到位去实现对重叠内存的拷贝，但是我们可以多思考一下，采用逆向思维：当我们需要拷贝的地址在拷贝对象之后我们的内存会被拷贝时覆盖，那我们不妨试试从后往前拷贝，这样子就能巧妙地避开我们被拷贝覆盖的内存

文字不太好理解，我来在图上为诸君解析：

如图所示，我们可以看到我所列举的两种情况：

（1 . 1）情景一：dest 在 sour 之后

这个时候我们从前往后进行拷贝，就会遇到我们使用 memcpy 函数进行重叠内存拷贝时的问题，我再把那张图拿下来大家看一下：

此时我们如果还是执迷不悟依旧要使用从前往后的常规拷贝方式，那么我们的内容一定会被覆盖掉，所以我们应当选择逆向思维从后往前拷贝，大家可以发现此时从后往前就可以很巧妙的避开拷贝时的重叠元素：5 -> 7，4 -> 6，3 -> 5，2 -> 4，1 -> 3

（1 . 2）情景二：dest 在 sour 之前

当我们的拷贝地址在拷贝对象之前的这种情景，我们会发现此时的从后往前拷贝会使我们的重叠内容被覆盖，所以我们在 dest 在 sour 之前的这种情况还是选择从前往后拷贝，这样子我们的内容就不会被覆盖了

三 . memset 函数

memset 函数的使用

如图，我们的 memset 函数是专用于修改字符串中单个字符的函数

memset 函数中有着三个参数，分别是什么含义呢？

void * ptr：我们要修改的字符串中字符的起始地址

int value：修改的目标字符（将原字符改成什么字符，注意：只能修改成单一字符）

size_t：修改字符的个数（注意：只能连续修改字符）

使用格式非常简单，如下图：

四 . memcmp 函数

memcmp 函数的使用

大家是不是觉得有点眼熟哇，之前我们学到过 strcmp 函数和 strncmp 函数，这俩是专用于字符串大小的比较，比较的是对应字符的ASCLL码值的大小是吧，这个 memcmp 函数是用于比较内存中字节块的大小，不仅仅局限于字符串，并且呢它没有 memncmp 的形式，也是自带对比个数限制的

返回值：这个返回值跟我们的 strcmp 函数和 strncmp 函数的C语言规定是一模一样的：

ptr1 > ptr2 返回大于 0 的数；ptr1 < ptr2 返回小于 0 的数；相等则返回 0

（同样，在我们的 VS 中相对应的也只会返回 1、- 1、0，其他编译器可能会有所不对）