库函数详解—— 内存函数+模拟实现（部分）

Posted 2021-09-16 Chaser Feng

文章目录

• memcpy——内存拷贝1
• • 1.函数功能
  • 2.模拟实现
• memmove——内存拷贝2（可重叠）
• • 1.函数功能
  • 2.模拟实现
• memcmp——内存比较
• memset——内存设置

memcpy——内存拷贝1

1.函数功能

memcpy函数是用于拷贝内存块的函数，该函数有三个参数，第一个参数为拷贝的目标地址（void * destination），第二个参数为拷贝源地址（const void * source），因为在拷贝过程中源字符串不会变化，所以参数用 const 修饰，第三个参数为在内存中拷贝的字节数（size_t num），该参数决定了拷贝内存的大小。返回值为拷贝目标的的首地址，因为不清楚拷贝数据的类型，所以返回类型为 void* 型。

对于该函数，要注意：
1.函数memcpy从 source 的位置开始向后复制 num 个字节的数据到destination的内存位置。
2.这个函数在遇到 ‘\\0’ 的时候并不会停下来。
3.如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的（为拷贝的内容会被覆盖）。

举个栗子：

2.模拟实现

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
    assert(dest&&src);
	void* ret = dest;
	while (num--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;
}

int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[10] = { 0 };
	my_memcpy(arr2, arr1, 20);
	return 0;
}

memmove——内存拷贝2（可重叠）

1.函数功能

该函数的参数的意义与返回类型同memcpy一样，但是该函数的功能与memcpy略有区别，区别在于：
memmove函数的源内存块和目标内存块是可以重叠的，而memcpy函数的源内存块和目标内存块是不可以重叠的。
所以在拷贝中如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

例如：

可以看出，在上述代码中，第一次使用memmove函数时，arr1 < arr+3 ,且拷贝的内存的大小为20字节（即5个整型），即将arr1中的"4 5 6 7 8"序列拷贝到" 1 2 3 4 5"的位置上，两序列有重叠的部分，所以为了拷贝成功，函数是将序列"4 5 6 7 8" 中的内存（每个字节）依次从前向后拷贝（若从后向前拷贝，则原本待拷贝的内容将会被首先拷贝的内容覆盖，从而造成拷贝的序列出错），所以拷贝的过程如下图所示：

而在第二次使用memmove函数时，arr2+2 > arr2,拷贝的内存大小为20字节，为了保证拷贝过程中的合理，第二次拷贝时内存中的序列时从后向前拷贝，如下：

所以从以上两次的拷贝结果可以看出memmove的拷贝机制为：

当 dest < src 时，src 指向的内容拷贝的方式为从前向后拷贝
当 dest > src 时，src 指向的内容拷贝的方式为从后向前拷贝（如上图）

2.模拟实现

根据拷贝机制我们可以模拟实现该函数：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);//断言
	void* ret = dest;//保存待返回的首地址
	if (dest < src)
	{
		while (num--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;//通过强制类型转换来实现每个字节的拷贝
			dest = (char*)dest + 1;
			src = (char*)src + 1;
		}
	}
	else
	{
		while (num--)
		{
			*(((char*)dest) + num) = *(((char*)src) + num);
		}
	}
	return ret;
}

int main()
{
	int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memmove(arr1+3, arr1, 20);
	return 0;
}

memcmp——内存比较

函数功能：

该函数用来比较两个内存块大小的函数，函数有三个参数，ptr1,ptr2分别为两个待比较的内容的首地址，因为不清楚待比较是内容是什么类型，所以两指针的类型被定义为void* 型，第三个参数为待比较的内存大小（单位字节）；与strcmp函数的比较方式类似，但比较的内容不同，该函数会比较从ptr1和ptr2指针开始的num个字节，当ptr1大于ptr2的时候返回一个大于0的数；当prt1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。
栗子如下：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	int arr1[] = { 1, 2, 3, 4 };
	int arr2[] = { 1, 2, 4, 5 };
	int ret1 = memcmp(arr1, arr2, 8);
	int ret2 = memcmp(arr1, arr2, 9);
	printf("%d  %d", ret1, ret2);
	return 0;
}

因为arr1，与arr2 在内存中的存储的内存如下图，因为前8个字节的内容相同，所以ret1=0,而第9个字节中的内容不同，所以ret2=-1。

memset——内存设置

函数功能：

该函数是将内存块中的某一部分设置为特定的字符；函数有三个参数，第一个参数是开始设置内存的起始位置，第二个参数是内存将要被设计成的特定字符，第三个参数是从起始位置开始需要设置的内存的字节数。
需要注意的是，该函数设置内存时是一个字节一个字节地进行设置。
举个例子：

再例如：
将字符串 “Hello world!” ,变为 “##### world!” ,代码如下：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
	char str[] = "Hello world!";
	char* ret = memset(str, '#', 5);//字符‘#’传入函数内存的为相应的ASCII值，
	                                //设置的内存大小为5个字节
	printf("%s\\n", ret);
	return 0;
}