阅读笔记《C程序员从校园到职场》第五章内存操作

Posted 2020-10-30 CodingNote

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了阅读笔记《C程序员从校园到职场》第五章内存操作相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

参考：

让你提前认识软件开发(8)：memset()与memcpy()函数 https://blog.csdn.net/zhouzxi/article/details/22478081

让你提前认识软件开发(10)：字符串处理函数及异常保护 https://blog.csdn.net/zhouzxi/article/details/22976307

一、memset & memcpy

1. memset()函数

(1)函数原型

void *memset( void *dest, int c, size_t count )。

(2)函数作用

在MSDN中，将该函数的作用描述为：Sets buffers to a specified character，

即：将缓存设定为一个专门的字符。简单地说，就是将已开辟内存空间dest的首count个字节的值设为值c。

　　(3)重要应用

除了对指定位置设定值之外，该函数还可以用于内存空间初始化、内存拷贝、清空一个结构类型的变量或数组等。

(4)应用举例

/***************************************************************
*版权所有 (C)2014, Zhou Zhaoxiong。
*
*文件名称：memset.c
*内容摘要：用于测试memset函数
***************************************************************/

#include <memory.h>
#include <stdio.h>

typedef signed char INT8;                       //重定义数据类型
typedef signed int  INT32;                     //重定义数据类型

/**********************************************************************
 *功能描述：主函数
 *输入参数：无
 *输出参数：无
 *返回值：无
 *其它说明：无
 *修改日期           版本号          修改人        修改内容
 * ----------------------------------------------------------------------
 * 20140329            V1.0            周兆熊          创建
 ***********************************************************************/
INT32 main(void)
{
    INT8 szTestStr[100] = "AAAAAAAAAA";     

    printf("The original string is: %s\n", szTestStr);  
    memset(szTestStr, ‘B‘, 5);     //调用memset函数    
    printf("The changed string is: %s\n", szTestStr); 
    return 0;
}

程序结果：（将原字符串的前5个字符设为B）

The original string is: AAAAAAAAAA
The changed string is: BBBBBAAAAA

2. memcpy()函数

(1)函数原型

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

(2)函数作用

在MSDN中，将该函数的作用描述为：Copies characters between buffers，即：在缓存之间拷贝字符。也就是说，该函数用来拷贝src所指的内存内容前count个字节到dest所指的内存地址上。

　　(3) 重要说明

src和dest所指内存区域不能重叠，函数返回指向dest的指针。

　　(4) 应用举例

　　程序结果：（将原字符串的第二至第四个字符设为B）

  The original string is: AAAAAAAAAA
  The changed string is: ABBBAAAAAA

/***************************************************************
*版权所有 (C)2014, Zhou Zhaoxiong。
*
*文件名称：memcpy.c
*内容摘要：用于测试memcpy函数
***************************************************************/


#include <memory.h>
#include <stdio.h> 

typedef signed char INT8;                       //重定义数据类型
typedef signed int  INT32;                     //重定义数据类型

/**********************************************************************
 *功能描述：主函数
 *输入参数：无
 *输出参数：无
 *返回值：无
 *其它说明：无
 *修改日期           版本号          修改人        修改内容
 * --------------------------------------------------------------------------
 * 20140329            V1.0            周兆熊          创建
 ***********************************************************************/

INT32 main(void)
{
    INT8 szTestStr[100] = "AAAAAAAAAA";
    INT8 szCopyStr[100] = "BBBBBBBBBB";      

    printf("The original string is: %s\n", szTestStr);     

    memcpy(szTestStr+1, szCopyStr+5, 3);     //调用memcpy函数    

    printf("The changed string is: %s\n", szTestStr);

   return 0;
}



  在软件开发项目中，经常有程序要对字符串进行操作。为此，C函数库中提供了一些用来对字符串进行处理的函数，使用起来非常的方便。

　　但由于字符串都有长度，如果随意对不同的字符串进行连接和拷贝等操作，就可能出现意想不到的后果。

因此，在实际开发过程中，十分强调对字符串处理函数进行异常保护

下面将介绍 strcat & strncat 、strcpy & strncpy 、strcmp & strncmp 的使用方法。

二、strcat & strncat

1、strcat函数的作用是连接两个字符数组中的字符串。在MSDN中，其定义为：

char *strcat( char *strDestination, const char *strSource );

Remarks: The strcat function appends strSource to strDestination and terminates the resulting string with a null character. The initial character of strSource overwrites the terminating null character of strDestination. It returns the destination string (strDestination).

strcat函数将strSource字符串拼接到strDestination后面，最后的返回值是拼装完成之后的字符串strDestination。

这里有一个问题，如果字符串strSource的长度大于了strDestination数组的长度，就会出现数组越界的错误，程序就会崩溃。如下代码所示：

/***************************************************************
*版权所有 (C)2014, Zhou Zhaoxiong。
*
*文件名称：StrcatTest.c
*内容摘要：用于测试strcat函数
***************************************************************/

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

typedef signed char INT8;                        //重定义数据类型
typedef signed int  INT32;                       //重定义数据类型 

/**********************************************************************
 *功能描述：主函数
 *输入参数：无
 *输出参数：无
 *返回值：无
 *其它说明：无
 *修改日期           版本号          修改人        修改内容
 * ----------------------------------------------------------------
 * 20140405            V1.0            周兆熊          创建
 ***********************************************************************/
INT32 main(void)
{
       INT8 szStrDestination[10] = "Hello";
       INT8 szStrSource[10]    = "Hello123";      

       //先打印源字符串和目的字符串
       printf("The source string is: %s\n", szStrSource);
       printf("The destination string is: %s\n", szStrDestination);      
      strcat(szStrDestination, szStrSource);     //调用strcat函数  

       //打印拼装完成之后的字符串
       printf("The changed destination string is: %s\n", szStrDestination);

       return 0;
}

在该段代码中，szStrDestination数组的长度小于szStrSource中字符串的长度，当利用strcat函数进行字符串的连接操作时，异常就出现了。

2、为了解决这个问题，在使用strcat函数之前，需要先对字符串和字符数组的长度进行比较，让字符串函数进行安全的连接操作

　　即保证最终字符串的长度不超过目的字符数组的长度。修改后的代码如下所示：

/***************************************************************
*版权所有 (C)2014, Zhou Zhaoxiong。
*文件名称：StrcatTest.c
*内容摘要：用于测试strcat函数
***************************************************************/

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

typedef signed char INT8;                        //重定义数据类型
typedef signed int  INT32;                       //重定义数据类型 

/**********************************************************************
 *功能描述：主函数
 *输入参数：无
 *输出参数：无
 *返回值：无
 *其它说明：无
 *修改日期           版本号          修改人        修改内容
 * -------------------------------------------------------------------------
 * 20140405            V1.0            周兆熊          创建
 ***********************************************************************/
INT32 main(void)
{
       INT8 szStrDestination[10] = "Hello";
       INT8 szStrSource[10]    = "Hello123";      
       //先打印源字符串和目的字符串

       printf("The source string is: %s\n", szStrSource);
       printf("The destination string is: %s\n", szStrDestination); 

      //对目的字符数组的长度进行异常保护 begin
      if (sizeof(szStrDestination) - strlen(szStrDestination) < strlen(szStrSource))
      {
            printf("The source string is too long!\n");   //打印异常消息
           return 1;                                      //异常返回
      }

      //对目的字符数组的长度进行异常保护 end    
     strcat(szStrDestination, szStrSource);     //调用strcat函数      

     //打印拼装完成之后的字符串
     printf("The changed destination string is: %s\n", szStrDestination);  

     return 0;
}

如上代码所示，当源字符串太长时，程序便异常退出了，不会执行后面的字符串连接操作。

虽然可以保证程序的正常运行，但毕竟没有完成我们想要的功能。

有不有其他办法呢？既能保证连接操作的正常进行，又不会让程序弹出异常消息框。

3、strncat函数

　　strncat函数只将strSource数组中的前count个字符拼接到strDest数组的后面。

　　因此，不管strSource数组中的字符串有多长，只要count控制得当，都不会出现字符串的越界错误。

　　鉴于strcat函数的缺陷和strncat函数的优点，实际的软件开发项目中，均推荐用strncat函数代替strcat函数来实现字符串的连接。

　　用strncat函数替换strcat函数后的代码如下：

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

typedef signed char INT8;                        //重定义数据类型
typedef signed int  INT32;                       //重定义数据类型


INT32 main(void)
{
       INT8 szStrDestination[10] = "Hello";
       INT8 szStrSource[10]    = "Hello123";      

       //先打印源字符串和目的字符串
       printf("The source string is: %s\n", szStrSource);
       printf("The destination string is: %s\n", szStrDestination);      
       //调用strncat函数
      strncat(szStrDestination, szStrSource,sizeof(szStrDestination)-strlen(szStrDestination));  
       //打印拼装完成之后的字符串
       printf("The changed destination string is: %s\n", szStrDestination);  
       return 0;
}

三、strcpy & strncpy

1、strcpy函数

　　将一个字符数组中的字符串拷贝到另外一个字符数组中。

　　在MSDN中，其定义为：

char *strcpy( char *strDestination, const char *strSource );

strcpy函数将strSource字符串拷贝到strDestination数组中，最后的返回值是拷贝完成之后的字符串strDestination。

　　这里有一个问题，如果字符串strSource的长度大于了strDestination数组的长度，就会出现数组越界的错误，程序就会崩溃。执行代码后弹出的异常框如下图所示。

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2、为了解决这个问题，在使用strcpy函数之前，需要先对字符串和字符数组的长度进行比较，让字符串函数进行安全的拷贝操作，即保证被拷贝字符串的长度不超过目的字符数组的长度。

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

typedef signed char INT8;                        //重定义数据类型
typedef signed int  INT32;                       //重定义数据类型

 INT32 main(void)
{

       INT8 szStrDestination[5] = {0};            //定义的同时，对变量进行初始化
       INT8 szStrSource[10]     = "Hello1234";

     //先打印源字符串和目的字符串
       printf("The source string is: %s\n", szStrSource);
       printf("The destination string is: %s\n", szStrDestination);


      //对目的字符数组的长度进行异常保护 begin
       if (sizeof(szStrDestination) < strlen(szStrSource))
      {
            printf("The source string is too long!\n");   //打印异常消息
           return 1;                              //异常返回
      }
      //对目的字符数组的长度进行异常保护 end      

      strcpy(szStrDestination, szStrSource);     //调用strcpy函数     

      //打印拷贝完成之后的字符串
      printf("The changed destination string is: %s\n", szStrDestination);  

       return 0;
}

如上代码所示，当源字符串太长时，程序便异常退出了，不会执行后面的字符串拷贝操作。虽然可以保证程序的正常运行，但毕竟没有完成我们想要的功能，有不有其他办法呢？既能保证拷贝操作的正常进行，又不会让程序弹出异常消息框。

3、为了解决strcpy函数可能出现的问题，C语言函数库提供了一个叫做strncpy的函数。

在MSDN中，其定义为：

char *strncpy( char *strDest, const char *strSource, size_t count );

strncpy函数只将strSource数组中的前count个字符拷贝到strDest数组中。因此，不管strSource数组中的字符串有多长，只要count控制得当，都不会出现字符串的越界错误。用strncpy函数替换strcpy函数后的代码如下：

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

typedef signed char INT8;                        //重定义数据类型
typedef signed int  INT32;                       //重定义数据类型

 INT32 main(void)
{
       INT8 szStrDestination[5] = {0};            //定义的同时，对变量进行初始化
       INT8 szStrSource[10]   = "Hello1234";      

       //先打印源字符串和目的字符串
       printf("The source string is: %s\n", szStrSource);
       printf("The destination string is: %s\n", szStrDestination);      

      //调用strncpy函数，并进行长度判断 begin
      if (sizeof(szStrDestination) < strlen(szStrSource))
      {
            strncpy(szStrDestination, szStrSource, sizeof(szStrDestination));
      }
      else
      {
           strncpy(szStrDestination, szStrSource, strlen(szStrSource));
      }
      //调用strncpy函数，并进行长度判断 end

             //打印拷贝完成之后的字符串
      printf("The changed destination string is: %s\n", szStrDestination);  

       return 0;
}

鉴于strcpy函数的缺陷和strncpy函数的优点，实际的软件开发项目中，均推荐用strncpy函数代替strcpy函数来实现字符串的拷贝。

四、strcmp & strncmp

1、 strcmp函数 进行字符串的比较。

　　在MSDN中，其定义为：

int strcmp( const char *string1, const char *string2 );

strcmp函数进行字符串的比较时，如果前者大于后者，则返回值大于1；如果前者等于后者，则返回值等于0；如果前者小于后者，则返回值小于0。如下代码所示：

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

typedef signed char INT8;                        //重定义数据类型
typedef signed int  INT32;                       //重定义数据类型

INT32 main(void)
{
       INT8  szStrCmp1[10] = "Hello";       
       INT8  szStrCmp2[10] = "Hello";
       INT32 iRetVal       = 0;             //定义的同时，对变量进行初始化      

       //先打印源字符串和目的字符串
       printf("The first string is: %s\n", szStrCmp1);
       printf("The second string is: %s\n", szStrCmp2);      

      iRetVal = strcmp(szStrCmp1, szStrCmp2);     //调用strcmp函数

       if (iRetVal < 0)
       {
              printf("string1 is less than string2\n");
       }
       else if (iRetVal == 0)                   //注意：是“==”，而不是“=”
       {
              printf("string1 is identical to string2\n");
       }
       else
       {
              printf("string1 is greater than string2\n");
       }
       return 0;
}

3、strncmp函数 用于字符串的比较

　　在MSDN中，其定义为：

int strncmp( const char *string1, const char *string2, size_t count );

strncmp函数只比较两个字符串数组的前count个字符，如果返回值小于0，则前一个字符串要小；如果返回值等于0，则两个字符串相等；如果返回值大于0，则前一个字符串要大。用strncmp函数替换strcmp函数后的代码如下：

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

typedef signed char INT8;                        //重定义数据类型
typedef signed int  INT32;                       //重定义数据类型

 INT32 main(void)
{
       INT8  szStrCmp1[10] = "Hello";           
       INT8  szStrCmp2[10] = "Hello";
       INT32 iRetVal       = 0;             //定义的同时，对变量进行初始化      

       //先打印源字符串和目的字符串
       printf("The first string is: %s\n", szStrCmp1);
       printf("The second string is: %s\n", szStrCmp2);      

       //调用strncmp函数，第三个参数也可以是strlen(szStrCmp2)
      iRetVal = strncmp(szStrCmp1, szStrCmp2, strlen(szStrCmp1)); 

       if (iRetVal < 0)
       {
              printf("string1 is less than string2\n");
       }
       else if (iRetVal == 0)                   //注意：是“==”，而不是“=”
       {
              printf("string1 is identical to string2\n");
       }
       else
       {
              printf("string1 is greater than string2\n");
       }

       return 0;
}

也许大家已经注意到了，如果两个字符串的前count个字符相同，而后面的字符不一样，那用strncmp函数判断出来的结果就不准确了。

　　在实际的软件开发项目中，strncmp函数可用于仅需判断某几位字符是否相等的流程中，strncmp函数不能替代strcmp函数。

五、总结

在学校学习C语言的过程中，并没有对字符串处理函数的异常保护进行过多的强调，这是学校教育的失误。在实际的软件开发项目中，很重视对代码的异常保护，这不仅涉及到产品质量，也关系到公司的声誉。因此，在编写程序的过程中，我们要时刻将异常保护牢记心中，这样才能写出健壮的、高质量的代码。

以上是关于阅读笔记《C程序员从校园到职场》第五章内存操作的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

阅读笔记《C程序员从校园到职场》第七章指针和结构体

阅读笔记《C程序员从校园到职场》第六章常用文件操作函数 (Part 1)

阅读笔记《C程序员从校园到职场》第三章程序的样式（大括号）

阅读笔记《C程序员从校园到职场》第六章配置文件，makefile 文件 (Part 2)

C 内存操作 ---自《C程序员从校园到职场》

《C语言深度剖析》第五章内存管理 p1(完结)（ C语言从入门到入土（进阶篇）

阅读笔记《C程序员 从校园到职场》第五章 内存操作

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