手写strcpy和memcpy代码实现

Posted 2021-05-29 cpp加油站

本篇文章聊一下strcpy和memcpy的代码实现，这两个也是c和c++面试中常考的问题点。

1. 手写strcpy

首先看一下，一份标准的strcpy的实现如下：

char *strcpy(char* strDest, const char* strSrc)
{
	assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL));
	char *address = strDest;
	while((*strDest++ = *strSrc++) != '\\0');
	return address;
}

这里有如下几点需要注意：

• 源字符串要使用const类型，避免在程序中被修改；
• 在函数入口处要加上断言，检查源字符串指针和目标字符串指针是否有为空的，否则会产生不可预料的错误；
• 使用while循环要简单而清晰，使用尽量精简的代码；
• 返回值要是char*，且返回了目标字符串指针的原值，使得函数可以支持链式表达式，增加了函数的附加值。

以上这些点不只适用于strcpy这里，而是我们任何时候写代码都尽量遵循这些规则，这样才能写出高可用、高健壮性的代码。

对于以上代码，我们可以看出来，它是存在隐患的，当源字符串的长度超出目标字符串时，会导致把数据写入到我们无法控制的地址中去，存在很大的风险，所以就有了strncpy，下面也给一个strncpy的实现，如下：

char *strncpy(char* strDest, const char* strSrc, size_t n)
{
	assert( (strDest != NULL) && (strSrc != NULL));
	char *address = strDest;
	while ( n-- && (*strDest++ = *strSrc++) != '\\0');
	return address;
}

要根据输入的长度做一个控制，而往往我们使用的时候，输入的长度都是目标字符串的长度减1，因为要留一个位置给结束符'\\0'。

2. memcpy的实现

memcpy的实现其实可以参考strncpy的实现，比如我们把指针类型转换成char*来实现拷贝，这种方式就是按照一个字节一个字节来进行拷贝了，首先还是一睹代码为快，如下：

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

struct people
{
	int iAge;
	char szName[12];
	char szSex[3];
};

//模拟memcpy的实现
void * mymemcpy(void *dest, const void *src, size_t n)
{
    if (dest == NULL || src == NULL)
          return NULL;
    char *pDest = static_cast <char*>(dest);
    const char *pSrc  = static_cast <const char*>(src);
	if (pDest > pSrc && pDest < pSrc+n)
	{
		for (size_t i=n-1; i != -1; --i)
		{
				pDest[i] = pSrc[i];
		}
	}
	else
	{
		for (size_t i= 0; i < n; i++)
		{
				pDest[i] = pSrc[i];
		}
	}

	return dest;
}

int main()
{
	people stPeople1, stPeople2;
	memset((void*)&stPeople1, 0x00, sizeof(stPeople1));
	memset((void*)&stPeople2, 0x00, sizeof(stPeople2));
	stPeople1.iAge = 32;
	mymemcpy(stPeople1.szName, "li lei", sizeof(stPeople1.szName));
	mymemcpy(stPeople1.szSex, "man", sizeof(stPeople1.szSex));

	mymemcpy((void*)&stPeople2, (void*)&stPeople1, sizeof(stPeople2));
	
	printf("this people age is %d, name is %s, sex is %s\\n", stPeople2.iAge, stPeople2.szName, stPeople2.szSex);
	
	return 0;
}

我们看mymemcpy的实现，此时是一个字节的实现，但它与strncpy实现不能一样，看一下memcpy实现的注意点：

• 同样的，在函数入口处要检查源字符串指针和目标字符串指针是否有为空的，否则会产生不可预料的错误；
• 因为是按照一个字节拷贝，那就要把形参转换成char*类型来操作；
• 要检查源内存和目标内存是否存在内存重叠，如果目标内存首地址在源内存的中间，则要从后往前拷贝，因为如果从前往后拷贝，那从目标内存首地址开始的地方就会被覆盖掉，如果没有重叠，或者源内存地址在目标内存的中间，那没有关系，可以从前往后拷贝；
• 不能使用'\\0'来判断拷贝的结束，因为它是对一整块内存的拷贝，举一个浅显的例子，假设拷贝一个结构体，类似上面代码，那么它很可能拷贝到中间的某个地方就停止了，这个拷贝就相当于没有完成；
• 同样的，memcpy也要返回目标字符串地址；

但是这个时候如果面试官问你，按照4个字节来拷贝，该怎么实现呢？

根据前面的逻辑，其实按照4个字节拷贝就是把指针类型转换成int*来拷贝，不过有一点不同的是，如果按照4个字节来拷贝，就没办法去判断内存重叠的情况了，因为内存的基本单位是一个字节，4个字节是没有办法避免覆盖情况的，一个可用的4个字节拷贝代码如下：

void * mymemcpy(void *dest, const void *src, size_t n)
{
    if (dest == NULL || src == NULL)
          return NULL;
    int *pDest = (int*)dest;
    int *pSrc  = (int*)src;
	int iWordNum = n/4;
	int iSlice = n%4;
	while(iWordNum--)
	{
		*pDest++ = *pSrc++;
	}
	char* pcDest = (char*)pDest;
	char* pcSrc = (char*)pSrc;

	while(iSlice--)
	{
		*pcDest++ = *pcSrc++;
	}

	return dest;
}

按照4个字节判断，一个清晰的思路是满足4个字节的按照int类型去拷贝，不满足4个字节的就还是按照char类型去拷贝。

好了，关于strcpy和memcpy的实现就介绍到这里，如果我的创作对你有用的话，麻烦点个赞呗。