C語言內(nèi)存函數(shù)的使用及其模擬實現(xiàn)

更新時間：2021年10月19日 10:32:40 作者：Ersansui

這篇文章主要介紹了C語言內(nèi)存函數(shù)的使用及其模擬實現(xiàn),本文通過實例代碼給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值，需要的朋友可以參考下

前言

在C語言中，我們除了會經(jīng)常用到與字符相關(guān)的函數(shù)，我們還會使用到與內(nèi)存相關(guān)的庫函數(shù)。今天我們就來學(xué)習(xí)幾個常見的內(nèi)存函數(shù)吧！

在這里插入圖片描述

memcpy

void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );

這是一個內(nèi)存復(fù)制函數(shù)，該函數(shù)會從source的位置開始向后復(fù)制num個字節(jié)的數(shù)據(jù)到destination的內(nèi)存位置。

這個函數(shù)在遇到 ‘\0' 的時候并不會停下來。

用法如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "Pierre de Fermat";
	char arr2[40];
	memcpy(arr2, arr1, strlen(arr1) + 1);
	printf("%s\n", arr2);
	return 0;
}

上述代碼的arr2的輸出結(jié)果為arr1中的內(nèi)容。

我們要注意，在目標(biāo)空間中，要保證有足夠的空間放得下要拷貝的內(nèi)容，以免造成越界。

模擬實現(xiàn)如下：

//memcpy的模擬實現(xiàn)
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
//不會考慮內(nèi)存重疊的情況
void* my_memcpy(void* dest, const void* source, size_t nums) {
	//先記錄下dest的初始位置，便于后續(xù)返回
	void* ret = dest;
	//判斷傳入的兩個指針是否為空
	assert(dest, source);
	//利用循環(huán)來控制拷貝字節(jié)的個數(shù)
	while (nums--) {
		//由于傳入的是void*類型的指針，所以在使用前要強制轉(zhuǎn)換為char*
		*(char*)dest = *(char*)source;
		dest = ((char*)dest) + 1;
		source = ((char*)source) + 1;
	}
	return ret;
}

memcmp

int memcmp ( const void * ptr1,const void * ptr2,size_t num );

這個函數(shù)是用來比較指定字節(jié)數(shù)的內(nèi)存空間是否相同。

返回值如下：

在這里插入圖片描述

上圖來自于這里

當(dāng)ptr1的內(nèi)容小于ptr2的內(nèi)容，就返回一個小于零的數(shù)，當(dāng)ptr1的內(nèi)容大于ptr2的內(nèi)容，就返回一個大于零的數(shù)，相等則返回零。

由于用法比較簡單，就不進行演示啦！

模擬實現(xiàn)如下:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
int my_memcmp(const void* p1, const void* p2, size_t num) {
	//判斷傳入的兩個指針是否為空
	assert(p1 && p2);
	//利用循環(huán)依次比較
	int i = 0;
	for (i = 0; i < num; i++) {
		if (*((char*)p1 + i) > (*(char*)p2 + i)) {
			return 1;
		}
		else if(*((char*)p1 + i) < (*(char*)p2 + i)){
			return -1;
		}
	}
	return 0;
}

memmove

void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );

上面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過memcpy 函數(shù)的使用了，但是，如果我們的源空間和目標(biāo)空間有重復(fù)的部分，那么memcpy這個函數(shù)就會出現(xiàn)錯誤，為了避免出錯，我們就來學(xué)習(xí)一下memmove這個函數(shù)吧！

int main() {
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memmove(arr+2, arr, 16);
	printf("%s\n", arr);
	return 0;
}

上面的代碼執(zhí)行后，arr會變成{3，4，5，6，5，6，7，8，9，10}

這個函數(shù)的模擬實現(xiàn)要分情況討論

1.如果dest在source前面，那么就有可能會出現(xiàn)有一部分內(nèi)存重疊的情況，我們就需要在source中，先拷貝前面的數(shù)據(jù)在拷貝后面的數(shù)據(jù)，即從前往后拷貝。

2.如果dest在source后面，兩個指針相減的數(shù)值小于要移動的字節(jié)數(shù)，那么也會有內(nèi)存重疊的情況，那么此時，我們就需要先拷貝后面的數(shù)據(jù)，在拷貝前面的數(shù)據(jù)，即從后向前拷貝。

3.如果dest與source之間的差值大于要拷貝的字節(jié)數(shù)，那么此時就屬于是兩塊不重疊的內(nèi)存之間的拷貝，此時即使是用memcpy也不會有問題。

綜上，我們可以已dest在source前后作為分界線。

如果dest在source前面，那么我們就從前往后拷貝，如果dest在source后面，那么我們就從后往前拷貝。

具體代碼實現(xiàn)如下：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, void* source, size_t num) {
	assert(dest &&  source);
	//記錄初始dest的位置，方便后續(xù)返回
	void* ret = dest;
	//如果dest在source的前面，那么我們可以從前往后拷貝，防止數(shù)據(jù)被覆蓋
	if (dest < source) {
		while (num--) {
			*(char*)dest = *(char*)source;
			dest = (char*)dest + 1;
			source = (char*)source + 1;
		}
	}
	else {
		while (num--) {
			//下面的num在第一次進入循環(huán)的時候已經(jīng)減過1了
			*((char*)dest + num)= *((char*)source + num);
		}
	}
	return ret;
}

memset

void * memset ( void * ptr, char value, size_t num );

這個函數(shù)一般用于初始化一段內(nèi)存。

我們只需要傳入內(nèi)存空間的地址，需要初始化的字符，還有需要初始化的字節(jié)數(shù)即可。

由于這個函數(shù)的用法也比較簡單，所以我們也不進行用法演示啦！

模擬實現(xiàn)如下：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
void* my_memset(void* dest, char ch, size_t num) {
	void* ret = dest;
	assert(dest);
	while (num--) {
		*(char*)dest = ch;
		((char*)dest)++;
	}
	return ret;
}