【C语言】精妙运用内存函数：深入底层逻辑的探索

码农世界 2024-05-23 前端 71 次浏览 0个评论

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一、内存函数的使用
- 1.1 Memcpy(内存拷贝函数)
- - 1.1.1 特殊情况:当dest和sour出现重叠拷贝（访问同一块空间）
  - 1.1.3 VS下解决了重叠拷贝的问题
  - 1.2 Memmove(内存拷贝函数)
  - 1.3 Memset(初始化函数)
  - 1.4 Memcmp(内存对比函数)
  - 二、模拟实现内存函数
  - - 2.1 模拟实现Memcpy
    - 2.2 模拟实现Memmove
      🔥引言
      
      上篇文章介绍了字符串相关函数，但是缺点在于只针对于字符类型。
      本篇文章涉及的函数不单单只能用于字符类型的数据，通过内存进行修改适用于任意类型数据，逐字节修改。
      内存函数大部分在string.h头文件中进行声明。
      
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      文章目录
      - 一、内存函数的使用
      - 1.1 Memcpy(内存拷贝函数)
        1.1.1 特殊情况:当dest和sour出现重叠拷贝（访问同一块空间）
        1.1.3 VS下解决了重叠拷贝的问题
        1.2 Memmove(内存拷贝函数)
        1.3 Memset(初始化函数)
        1.4 Memcmp(内存对比函数)
        二、模拟实现内存函数
        2.1 模拟实现Memcpy
        2.2 模拟实现Memmove
        
        一、内存函数的使用
        
        1.1 Memcpy(内存拷贝函数)
        
        #include #include int main() { //定义两个数组 int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int p[20] = { 0 }; memcpy(arr, p, 20); for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", arr[i]); } return 0; }
        
        【说明】：
        
        从source位置开始向后内存拷贝num个字节的数据到destination指向的内存空间（逐一拷贝）
        函数遇到'\0'的时候不会停下，跟这点strncpy是类似的
        1.1.1 特殊情况:当dest和sour出现重叠拷贝（访问同一块空间）
        
        int main() { int nums[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; //预期结果:1 2 1 2 3 6 7 8 9 10 //20个字节 - 5个整型类型的大小 memcpy(nums + 2, nums, 12); for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", nums[i]); } //实际结果:1 2 1 2 1 6 7 8 9 10(不符合预期) return 0; }
        
        【说明】:
        
        这里就是数组第三个位置数据被修改，导致拷贝时出现拷贝错误。
        如果将代码拷贝到VS下运行，会发现结果是正确的。VS解决memcpy重叠拷贝问题
        但是memcpy导致的问题，不能单单依靠编译器，如果是其他环境，就不知道哪里出现问题了
        1.1.3 VS下解决了重叠拷贝的问题
        
        【解决措施】：为了解决这种情况，标准库提供一个用于处理重叠内存的函数memmove
        
        1.2 Memmove(内存拷贝函数)
        
        int main() { int nums[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; //预期结果:1 2 1 2 3 6 7 8 9 10 //20个字节 - 5个整型类型的大小 memcpy(nums + 2, nums, 12); for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", nums[i]); } //实际结果:1 2 1 2 3 6 7 8 9 10(符合预期) return 0; }
        
        【说明】：跟memcpy功能相同，区别在于memmove可以处理源内存和目标内存中重叠的部分的场景
        
        【使用推荐】:如果不想考虑会出现重叠拷贝的情况，推荐直接使用memmove可以的
        
        1.3 Memset(初始化函数)
        
        int main() { char str[] = "ooooooooooooooo"; memset(str, 'I', 10); printf("%s", str); return 0; }
        
        【说明】：从str指向位置，根据要求字节个数去设置内存中数据
        
        1.4 Memcmp(内存对比函数)
        
        int main() { char str1[] = "bbbbbb"; char str2[] = "abcdef"; int ret=memcmp(str1, str2,2); printf("%d", ret); return 0; }
        
        【说明】：
        
        比较str1和str2前num个值（字节为单位）如果在num前发现了不同，则返回比较结果
        
        str1 > str2 ，返回大于零数据
        
        str1 = str2，返回等于零数据
        
        str < str2 ，返回小于零数据
        
        二、模拟实现内存函数
        
        这里我们主要讲模拟实现内存函数memcpy和memmove内存函数，不同类型的数据都存放在内存当中，如果我们想打破类型的限制对不同类型的数据进行修改，就需要通过内存入手，内存单元对于着字节，那么就是从每一个字节入手，由于memcpy相对memmove是不能处理重叠的数据，所以难点和重点在于模拟实现memmove
        
        2.1 模拟实现Memcpy
        
        #include void* my_memcpy(void* str1, void** str2,int sz) { assert(str1 && str2); void* ret = str1; while (sz--) { *(char*)str1 = *(char*)str2; str1 = (char*)str1 + 1; str2 = (char*)str2 + 1; } return ret; } int main() { int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int arr2[10] = {0}; my_memcpy(arr1,arr2,20); int i = 0; for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", arr1[i]); } return 0; }
        
        【说明】：
        
        对内存中的数据进行修改，就是对每个字节修改，那么我们需要强制类型转化char*类型
        
        当寻找下一个字节的时候，需要注意步数，指针类型决定了指针向前先后的步数
        
        2.2 模拟实现Memmove
        
        面对出现拷贝重叠情况，我们需要关注dest和str的位置关系，从而判断从前向后拷贝，还是从后向前
        
        【判断标准】：通过dest和str位置来进行判断
        
        当dest<=str的时候，适合使用从前面开始拷贝
        当str <= dest && dest <= (char *)str+count的时候，适合使用从后面开始拷贝（就是开那个dest指向位置，是否离开了str指向空间的范围）
        当dest与str没有重叠部分的时候，方向似乎没有这么重要了
        void* my_memmove(void* str, void* dest, size_t count) { void* ret = str; int n = count; if (dest<=str && (char *)dest>(char *)str+coount) { while (count--) { *(char*)str = *(char*)dest; str = (char*)str + 1; dest = (char*)dest + 1; } } else//从后面开始拷贝条件复杂，就else { dest=(char *)dest+count-1; str=(char *)str+count-1; while (count--) { *(char*)str = *(char*)dest; str = (char*)str - 1; dest = (char*)dest - 1; } } return ret; } int main() { int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; my_memmove(arr+2, arr, 20); for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", arr[i]); } return 0; }
        
        以上就是本篇文章的所有内容，在此感谢大家的观看！这里是店小二C语言笔记，希望对你在学习C语言中有所帮助！