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C语言库函数 — 内存函数(含模拟实现内存函数)

来源:互联网 收集:自由互联 发布时间:2023-08-28
前言 内存操作函数是一类计算机程序设计中的函数库,旨在提供对内存进行常见操作的函数 本期介绍内存函数 memcpy() 、 memmove() 、 memcmp() 、 memset() 包含 模拟实现以上的内存函数 文章


前言

内存操作函数是一类计算机程序设计中的函数库,旨在提供对内存进行常见操作的函数
本期介绍内存函数memcpy()memmove()memcmp()memset()包含 模拟实现以上的内存函数



文章目录

  • 前言
  • 一、内存操作函数
  • memcpy
  • 函数介绍
  • 模拟实现memcpy函数
  • memmove
  • 函数介绍
  • 模拟实现memmove函数
  • memcmp
  • 函数介绍
  • 模拟实现memcmp函数
  • memset
  • 函数介绍
  • 模拟实现memset函数


一、内存操作函数

内存操作函数是一类计算机程序设计中的函数库,旨在提供对内存进行常见操作的函数。 这些函数通常包括将数据从一个内存位置复制到另一个内存位置、在内存中查找特定数据、比较内存中的两个数据块等。内存操作函数是编写任何计算机程序所必需的基本工具之一,它可以使程序员更轻松地操作内存和数据。在C语言中,一些常用的内存操作函数包括memcpy()memset()memcmp()。在其他编程语言中,也有类似的内存操作函数库可供使用。

memcpy

函数介绍

memcpy函数是C标准库中的一个函数,用于将一段内存中的数据拷贝到另一段内存中。
它的定义如下:

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

其中,dest表示目标内存的地址,src表示源内存的地址,n表示需要拷贝的字节数。

该函数的功能是将源内存中的前n个字节拷贝到目标内存中。如果源内存和目标内存有重叠,那么函数的行为是未定义的。

memcpy函数通常用于实现内存数据复制、内存数据搬运等操作。由于它的实现方式是直接对内存进行操作,因此效率较高,在一些需要高效处理大量数据的场景中得到广泛应用。

模拟实现memcpy函数

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	void* ret = dest;
	assert(dest && src);
	while (num--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };
	int arr2[20] = { 0 };
	my_memcpy(arr2, arr1, 28);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	return 0;
}

memmove

函数介绍

memmove是 C 语言中的一个函数,用于在内存区域之间移动一定数量的字节。
memmove 可以处理重叠内存区域的情况,因此比 memcpy 更加通用。函数的原型如下:

void* memmove(void* dest, const void* src, size_t n);

其中,dest是目标内存区域的指针,src 是源内存区域的指针,n 是要移动的字节数。memmove 函数将源内存区域的内容复制到目标内存区域中,如果两个内存区域有重叠部分,则函数能够正确处理,保证数据的正确性。

例如,以下代码段演示了使用 memmove 进行内存拷贝:

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

int main()
{
    char str1[] = "Hello, world!";
    char str2[20];
    memmove(str2, str1, strlen(str1) + 1);
    printf("str2: %s\n", str2);
    return 0;
}

在这个例子中,我们将字符串 str1 的内容复制到了 str2 字符数组中,通过 memmove 函数实现。函数的第一个参数是目标地址,第二个参数是源地址,在这个例子中分别是 str2str1。第三个参数是要复制的字节数,我们通过 strlen(str1) + 1 来计算。

需要注意的是,由于 memmove 函数可以处理重叠区域的情况,因此在某些情况下可能会比较慢。如果确保不会出现重叠的情况,可以使用 memcpy 函数代替。

模拟实现memmove函数

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	char* ret = dest;
	assert(dest && src);
	if (dest<src)
	{
		while (num--)
		{
			*(char*)dest = *(char*)src;
			dest = (char*)dest +1;
			src = (char*)src +1;

		}
	}
	else
	{
		while (num--)
		{
			*((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
		}
	}
	return ret;
}

int main()
{
	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[20] = { 0 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	my_memmove(arr + 2, arr, 12);
	printf("\n");
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

memcmp

函数介绍

memcmp函数是C语言库函数之一,用于比较两段内存区域的内容。其原型如下:

int memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n);

其中,s1和s2分别是两个待比较内存区域的起始地址,n是要比较的字节数。这个函数会将s1和s2的前n个字节进行比较,返回值表示它们的相对大小,具体定义如下:

  • 如果s1小于s2,则返回一个负数;
  • 如果s1等于s2,则返回0;
  • 如果s1大于s2,则返回一个正数。

该函数通常用于排序或查找等场景中,可以通过比较内存中的内容来确定它们的相对大小关系,以便进行排序或查找。

需要注意的是,该函数只比较内存中的内容,不考虑数据类型等其他因素。因此,比较不同类型的数据时可能会得到不正确的结果。同时,如果n超过了s1或s2指向的内存空间大小,可能会造成内存泄漏或越界访问等问题。因此,在使用memcmp函数时需要注意传入的参数是否合法。

模拟实现memcmp函数

int my_memcmp(const void *s1, const void *s2, size_t n)
{
    const unsigned char *p1 = s1, *p2 = s2;
    
    for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
        if (p1[i] != p2[i]) {
            return (p1[i] < p2[i]) ? -1 : 1;
        }
    }
    
    return 0;
}

memset

函数介绍

memset函数是C语言中的一个库函数,用于给一段内存空间赋值。其原型如下:

void *memset(void *s, int c, size_t n);

其中,s表示待赋值的内存空间起始地址,c表示要赋的值(通常为0),n表示要赋值的字节数。

该函数的作用是将一段内存空间赋值为指定的值,可以用来初始化数组、清空内存等。例如,将一个整型数组清空可用以下代码:

int arr[10];
memset(arr, 0, sizeof(arr));

该代码会将arr数组的所有元素都赋值为0。

需要注意的是,该函数只能处理基本数据类型,无法处理复杂数据类型。同时,由于该函数没有对边界进行检查,如果n超过了s指向的内存空间大小,可能会造成内存泄漏或越界访问等问题。因此,在使用memset函数时需要注意传入的参数是否合法。

模拟实现memset函数

void *memset(void *s, int c, size_t n) {
    unsigned char *p = s;
    while (n--) {
        *p++ = (unsigned char)c;
    }
    return s;
}

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