【C语言】深入理解C语言内存操作函数：memcpy、memmove、memset与memcmp

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前言：在C语言编程中，对内存的直接操作是非常常见且重要的任务。为了高效、安全地处理内存数据，C标准库提供了一系列内存操作函数。本文将详细介绍memcpy、memmove、memset和memcmp这四个函数的使用方法、区别以及模拟实现，帮助大家更好地理解并掌握这些基础但强大的工具。

1. memcpy函数的使用与模拟实现

1.1 函数介绍

memcpy函数的原型如下：


该函数用于将source指向的内存地址开始的num个字节数据复制到destination指向的内存地址。

注意：memcpy不会因为遇到'\0'而停止复制，且如果源地址与目标地址存在重叠，其行为是未定义的。

1.2 使用示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {int arr1[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};int arr2[10] = {0};memcpy(arr2, arr1, 20); // 复制前20个字节（即5个int）for (int i = 0; i < 10; i++) {printf("%d ", arr2[i]);}return 0;
}

输出结果：

1 2 3 4 5 0 0 0 0 0

1.3 模拟实现

void* my_memcpy(void* dst, const void* src, size_t count) {void* ret = dst;assert(dst && src); // 确保指针有效while (count--) {*(char*)dst = *(char*)src;dst = (char*)dst + 1;src = (char*)src + 1;}return ret;
}

在while循环中为何不能使用*(char*)dst++ = *(char*)src++？ 这是因为对dest的 (char*)强制类型转换只是临时性的，执行后dest仍会恢复为void类型指针，而void指针不支持自增运算。

🔍注意：该实现是按字节从前向后复制，适用于非重叠内存区域。

2. memmove函数的使用与模拟实现

2.1 函数介绍

memmove函数的原型与memcpy相同：


与memcpy不同的是，memmove可以处理内存重叠的情况。它是更安全的复制函数。

2.2 使用示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {int arr1[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};memmove(arr1 + 2, arr1, 20); // 将前5个元素复制到第3个位置开始for (int i = 0; i < 10; i++) {printf("%d ", arr1[i]);}return 0;
}

输出结果：

1 2 1 2 3 4 5 8 9 10

2.3 模拟实现

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num) {assert(dest && src);void* ret = dest;if ((char*)dest <= (char*)src || (char*)dest >= (char*)src + num) {//往前交换,先交换src前面的字节while (num--) {*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest + 1;src = (char*)src + 1;}}else {//先定位交换的位置dest = (char*)dest + num - 1;src = (char*)src + num - 1;//往后交换,先交换src后面的字节while (num--) {*(char*)dest = *(char*)src;dest = (char*)dest - 1;src = (char*)src - 1;}}return ret;
}

🛠️ 提示： memmove通过判断内存是否重叠，选择不同的复制方向，确保数据正确性。

3. memset函数的使用

3.1 函数介绍

memset函数的原型如下：

该函数用于将ptr指向的内存区域的前num个字节设置为value的值（按字节设置）。

3.2 使用示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char str[] = "hello world";memset(str, 'x', 6); // 将前6个字符设为'x'printf("%s", str);return 0;
}

输出结果：

xxxxxxworld

• 💡 用途： 常用于初始化数组、清空缓冲区等。

4. memcmp函数的使用

4.1 函数介绍

memcmp函数的原型如下：


该函数用于比较ptr1和ptr2指向的内存区域的前num个字节的内容。

返回值	含义
<0	ptr1小于ptr2
0	内容相等
>0	ptr1大于ptr2

4.3 使用示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char buf1[] = "DWga0tP12df0";char buf2[] = "DWGA0TP12DF0";int n = memcmp(buf1, buf2, sizeof(buf1));if (n > 0) printf("'%s' > '%s'\n", buf1, buf2);else if (n < 0) printf("'%s' < '%s'\n", buf1, buf2);else printf("'%s' == '%s'\n", buf1, buf2);return 0;
}

输出结果：

'DWga0tP12df0' > 'DWGA0TP12DF0'

• 📌 注意： 比较是按字节进行的，不考虑字符串结束符。

理解并熟练使用这些内存操作函数，是每一位C语言程序员的基本功。它们不仅在底层开发中广泛应用，也在高性能计算、嵌入式系统等领域中发挥着重要作用。

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