C语言内存操作函数使用示例梳理讲解

Vanna ·

更新时间:2024-11-10

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一、memcpy()

函数原型

参数说明

模拟算法

使用示例

二、memmove()

函数原型

参数说明

模拟算法

使用示例

三、memset()

函数原型

参数说明

使用说明

使用示例

四、memcmp()

函数原型

参数说明

使用说明

使用示例

一、memcpy() 函数原型 void * memcpy ( void * dest, const void * src, size_t num ); 参数说明

函数 memcpy 从 src 位置开始向后复制 num 个字节的数据到 dest 的内存位置。

void * dest 代表目标的内存地址，const void * src 代表源内存地址。其中二者的数据类型均为 void * 。void * 可以存储任何类型地址的值。因此，该函数拷贝的内存数据可以是任意类型（如果int、float、double等均可）。

size_t 即unsigned int类型。注意：num代表的是要拷贝的字节数，而非元素个数！如要从src拷贝一个int类型的数据到dest，则num应传入4，而非1.

该函数的返回值类型也为 void * ，也即只返回目标地址的数值。后续如何按照基类型取出数据、使用数据，可以由调用方在调用函数后实现。

模拟算法

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num) {
    void *ret = dest;    //保存dest，用于最终输出
    assert(dest);
    assert(src);
while (num--) {
*(char*)dest = *(char*)src1;    //(char*): 取出每一个字节(8 bit)的值，以单个字节为单位进行赋值
dest = (char*)dest + 1;    
src = (char*)src + 1;
}    //void * 类型是不能直接运算的，因为没有步长。(char*)将dest与src转换为以char为步长，再向后移动
return ret;
}

该函数用于实现没有重叠部分内存的内存数据拷贝。如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。

拷贝内存值按从低地址到高地址的顺序进行，多用于数组。

根据memcpy()的模拟算法，如果src与dest的内存空间有重叠部分，则可能导致src中的内容被覆盖，无法输出正确的值。

src中元素3的位置恰好也是dest中首元素的位置。dest的首元素被更改的同时，src中的元素也被更改。因此，memcpy()是不可用于“自己拷贝到自己后面”这样的操作的。这一问题留给了memmove()来解决。

使用示例

1.简单

int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[10] = { 0 };
memcpy(arr2, arr1, 20);    //拷贝20个字节，即5个int元素
float arr3[] = { 1.0f,2.0f,3.0f,4.0f };
float arr4[5] = { 0.0 };
memcpy(arr3, arr4, 8);    //拷贝8个字节，即2个float元素
return 0;
}

2.进阶

//示例来自cplusplus官网
/* memcpy example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct {
  char name[40];
  int age;
} person, person_copy;
int main ()
{
  char myname[] = "Pierre de Fermat";    //定义一个字符串
  /* 用 memcpy 拷贝字符串 */
  //每个char类型占一个字节，因此要拷贝的字节数即strlen()+1，加一是因为要把'\0'也拷贝过去。
  memcpy ( person.name, myname, strlen(myname)+1 );
  person.age = 46;
  /* 用 memcpy 拷贝结构体 */
  //sizeof操作符，可以直接得到结构体变量在内存中所占的字节数。
  memcpy ( &person_copy, &person, sizeof(person) );
  //直接完成了结构体之间的数据拷贝：从person拷贝到person_cpy，不用手动转义，非常方便
  printf ("person_copy: %s, %d \n", person_copy.name, person_copy.age );
  return 0;
}

二、memmove() 函数原型 void * memmove ( void * dest, const void * src, size_t num ); 参数说明

该函数的参数与返回值类型与memcpy()函数相同。该函数同样用作从 src 位置开始向后复制 num 个字节数据到 dest 的内存位置。

memmove()函数与memcpy()函数主要的区别在于memmove()可以进行有内存重叠的数据拷贝，而memcpy()绝对不能。memmove()的功能比memcpy()更加完善。

可以理解为：如果memcpy()函数够到了60分，那么memmove()函数却能到达90分。

模拟算法

#include<stdio.h>
#include<string.h>
//模拟实现memmove()
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num) 
{
void* ret = dest;//保存结果用于输出
//从前向后拷贝，也可以写成if(dest <= src || (char*)dest >= (char*)src + num)
if (dest <= src)
{
while (num--) {
*(char*)dest = *(char*)src;    //拷贝
dest = (char*)dest + 1;   
src = (char*)src + 1;     //指针从前向后移动（从低地址向高地址移动）
}
}
else    //从前向后拷贝
{
dest = (char*)dest + num - 1;    
src = (char*)src + num - 1;    //初始化两指针至各自范围的最后
while (num--) {
*(char*)dest = *(char*)src;    //拷贝    
dest = (char*)dest - 1;    
src = (char*)src - 1;    //指针从后向前移动
}
}
return ret;    //返回值为dest
}
//测试代码///
int main() {
int arr1[] = { 2,3,4,5,6 };
my_memmove(arr1+2, arr1, 8);
//预计 2 3 2 3 6
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", arr1[i]);
}
printf("\n-------------------\n");
int arr2[] = { 2,3,4,5,6 };
memmove(arr2 + 2, arr2, 8);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
printf("%d ", arr2[i]);
}
return 0;
}

拷贝顺序的结论如图所示。上面提到，当有内存重叠时，拷贝的顺序是有讲究的。若不遵守下图的结论，仍将导致src中原来的值被覆盖，无法输出正确的结果。

***错误的模拟算法

如下代码是错误的：

//错误的代码
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
    void * ret = dest;
    while (num--) {
//从前向后拷贝
    if (dest <= src)
    {
    *(char*)dest = *(char*)src;
    dest = (char*)dest + 1;
    src = (char*)src + 1;
    }
    else
    {
    dest = (char*)dest + num - 1;    //错误
    src = (char*)src + num - 1;    //错误
    *(char*)dest = *(char*)src;
    dest = (char*)dest - 1;
    src = (char*)src - 1;
    }
    return ret;
}

有一些同学可能认为，while(num--)语句与if语句的顺序可以调换。正确的代码是先进行情况判断，再进入while(num--)进行赋值与移动。将二者顺序调换，乍一看没有什么问题，是先设定一共要移动num次，再进入判断进行具体的操作。但是这样书写是有问题的，因为在dest > src && dest < src+num时，需要从后向前拷贝，这意味着dest和src的起始位置要发生变化。

上述代码中标记“错误”的语句便是dest和src初始化的语句。如果直接将while和if的位置调换，则每一次进入循环，都要初始化一遍dest和src。如此，dest与src的功能就被打乱了。

使用示例

//示例来自cplusplus官网
/* memmove example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char str[] = "memmove can be very useful......";
  memmove (str+20,str+15,11);    //表示将包括str+15向后11个字节的内容移动到str+20位置
  puts (str);
  return 0; 
}

输出：

如下图，将 src = str+11 位置开始，包括该位置共向后拷贝11字节。每个char占一个字节，因此拷贝了"very useful"这7个char字母至dest = str+20的位置。

三、memset() 函数原型 void * memset ( void * ptr, int value, size_t num ); 参数说明

第一个参数 ptr 为指针类型，表示要进行操作的内存的地址。如要对数组arr进行内存内容设置，则该参数的值为arr。

第二个参数 value 为要设定的内存的值。该值的数据类型是int型，但char值也是可以的。

第三个参数 num 为要设置值的内存的字节数。注意：是字节数，而不是元素的个数。如要改变两个int类型的值，num应为 8 ，而不是2.

使用说明

例如，有数组arr：[ 1 2 3 4 5 ]

要将其前两个元素值设定为0，则可使用memset函数：memset(arr, 0 , 8)

输出：[ 0 0 3 4 5 ].原理如下（以小端存储的形式展现）：

arr数组为int类型，一个int为4字节、32bit，内存中的存储如下（二进制）：

01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

02 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

04 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

05 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

memset(arr, 0, 8)，将前8个字节（2个int）置为0（其实每个比特位都被置为0了，但由于其它的比特位已经为0，故没有标出来）

但若使用 memset(arr, 1, 8)，并不是把数组前两个元素置为 1 .因为memset()函数是针对内存中每个字节的，memset(arr, 1, 8)的实际作用是将前8个字节中的内容全部置为1.

00 00 00 01 00 00 00 01 00 00 00 01 00 00 00 01

00 00 00 01 00 00 00 01 00 00 00 01 00 00 00 01

03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

04 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

05 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

此时，前4字节按照int类型解析出来，结果为1000000010000000100000001，即16843009。

总结：

int类型数组除了置0外，用memset置换成任何数都是错的。

memset只适用于每个元素只占1个字节的数组，比如char型数组。因为memset的操作单位就是每个字节。只有char类型的数组不会出现错误。

使用示例

//示例来自cplusplus官网
/* memset example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  char str[] = "almost every programmer should know memset!";
  memset (str,'-',6);    //表示将从str开始，包括str向后6个字节的内存内容置为'-'
  puts (str);
  return 0;
}

//输出：------ every programmer should know memset!

四、memcmp() 函数原型 int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num ); 参数说明

比较ptr1和ptr2指针开始的num个字节。

ptr1和ptr2分别是两个代表要比较的内存空间（一般是数组）的指针。

num是要比较的字节数。（注意：不是元素个数）。

使用说明

返回值为整型，若返回值>0，则ptr1的内存长度大于ptr2；若返回值==0，则二者相等；若返回值<0，则ptr1的内存长度小于ptr2

使用示例

//示例来自cplusplus官网
/* memcmp example */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
  //创建两个要用作比较的数组
  char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";    
  char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
  //接受比较的结果
  int n;
  //要比较的字节数为buffer1的长度
  //两字符串的比较可以用strcmp(buffer1,buffer2)函数实现，原理大致相同。
  n = memcmp ( buffer1, buffer2, sizeof(buffer1) );
  if (n>0) printf ("'%s' is greater than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  else if (n<0) printf ("'%s' is less than '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  else printf ("'%s' is the same as '%s'.\n",buffer1,buffer2);
  return 0;
}

到此这篇关于C语言内存操作函数使用示例梳理讲解的文章就介绍到这了,更多相关C语言内存操作函数内容请搜索软件开发网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持软件开发网！

示例函数 C语言

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