[C语言]内存操作的库函数实现及原理解释

ゝ一世哀愁。 2023-01-15 08:08 138阅读 0赞

在这篇文章中，会介绍到内存操作的相关的函数`memset(), memcmp(), memcpy(),memmove()`。

# 1. memset() #

功能：指定起始地址，设置指定大小的空间内的地址值为指定值。  
  函数原型：`void* my_memset(void* dest, int c, size_t count)`  
函数实现：

void* my_memset(void* dest, int c, size_t count)
    { 
    	assert(dest != NULL);
    
    	char* tmpdest = (char*)dest;
    
    	while (count-- > 0)
    	{ 
    		*tmpdest++ = c;
    	}
    
    	return dest;
    }

# 2. memcpy() #

功能：从source的位置开始向后赋值指定个数的字节到dest的内存位置。赋值内存块遇到`\0`时，不会停止赋值。  
  函数原型：`void* memcpy(void* dest, const void* src, size_t num);`  
  问题：如果自身复制自身内存空间时，遇到重复部分，可能会发生内存重叠。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzcxNzUyMA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
  我们期待的结果为：`ababcdgh`，但是结果为`abababgh`这就为内存重叠。在memcpy()函数中不考虑内存重叠的情况，如果不想发生这种情况要使用memmove()函数操作。  
代码实现:

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t count)
    { 
    	assert(dest != NULL && src != NULL);
    
    	char* tmpdest = (char*)dest;
    	const char* tmpsrc = (char*)src;
    
    	while (count-- > 0)
    	{ 
    		*tmpdest++ = *tmpsrc++;
    	}
    
    	return dest;
    }

# 3. memmove() #

功能：与memcpy()一致，但是可以防止内存重叠。在复制内存时，通过逆向复制消除内存重叠。  
  函数原型：`void* memcpy(void* dest, const void* src, size_t num);`  
  什么情况下会出现内存重叠：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzcxNzUyMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
  所以只需要处理上述一种情况即可。

代码实现：

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t count)
    { 
    	char* tmpdest = (char*)dest;
    	char* tmpsrc = (char*)src;
    
    	// 内存重叠现象出现在字符串的自我拷贝上
    	// 要解决内存重叠问题，需要考虑源串与目标串的位置关系
    	// 当目标串在源串指针之前或者时目标串在源串指针之后拷贝时不会发生交集现象，发生自我拷贝是不会出现内存重叠现象
    	// 当目标串指针在源串指针之后并且拷贝出现交集时，这时候会发生内存重叠现象，通过反向拷贝可以解决此问题
    
    	// 不会发生内存重叠时
    	if (tmpsrc >= tmpdest || tmpdest >= tmpsrc + count)
    	{ 
    		while (count-- > 0)
    		{ 
    			*tmpdest++ = *tmpsrc++;
    		}
    	}
    	else
    	{ 
    		// 从尾部开始赋值
    		tmpdest += count - 1;
    		tmpsrc += count - 1;
    		while (count-- > 0)
    		{ 
    			*tmpdest-- = *tmpsrc--;
    		}
    	}
    	
    	return dest;
    }

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzcxNzUyMA_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221022/c2776a88b59341dda759fca78d99daa8.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzcxNzUyMA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221022/0fc05286636b44f18cf3c7b5b2b5a49b.png