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C语⾔内存函数

news 2025/9/11 7:14:40

前言

本篇文章将讲解C语⾔内存函数知识的相关内容，为本章节知识的内容。

本篇文章涉及的C语⾔内存函数有：

1.memcpy函数

2.memmove函数

3.memset函数

4.memcmp函数

为本次讲解的知识。

一、 memcpy函数

1.介绍

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

  memcpy函数strcpy函数功能相似，不同的是memcpy 是完成内存块拷⻉的，不关注内存中存放的数据是什么，即将函数 memcpy 从source 的位置开始向后复制 num 个字节的数据到 destination 指向的内存位置。

注意：source 和 destination 有任何的重叠，复制的结果都是未定义的，更易懂的角度来说：

例：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
memcpy(arr+1, arr, 3*sizeof(int)); // 错误：目标区域 (arr+1) 与源区域 (arr) 重叠

memcpy不允许同名数组的复制。

destination ：指针，指向⽬标空间，将拷⻉的数据存放在这⾥（归宿）。

source ：指针，指向源空间，要拷⻉的数据从这⾥来（来源）。

num ：从source要拷⻉的数据占据的字节数。

返回值：memcpy 函数返回的⽬标空间的起始地址。

使用例：

#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);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr2[i]);
}
return 0;
}

例子讲解：

本代码中，是将 arr1 的前20字节数据复制到 arr2 中，然后打印 arr2 的所有元素。

  • memcpy(arr2, arr1, 20) 表示复制 20字节 数据。由于每个 int 占4字节，因此实际复制 20 / 4 = 5 个元素。
  • 从 arr1 的起始地址复制5个元素：1, 2, 3, 4, 5。
  • arr2 初始化为全0，因此未被复制的后5个元素保持为0。

所以可知打印时后5个值为0.

2.模拟实现：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void * mymemcpy ( void * dst, const void * src, int n )
{  void *ret=dst;
while(n--)
{
*(char*)dst=*(char*)src;
dst=(char*)dst+1;
src=(char*)src+1;
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[10] = { 0 };
mymemcpy(arr2, arr1, 20);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr2[i]);
}
return 0;
}

对该实现的讲解：

首先模拟实现要满足原函数的参数，返回值等，所以要满足void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );的型状。

因为返回值：memcpy 函数返回的⽬标空间的起始地址。

所以用void *ret=dst；语句来接⽬标空间的起始地址。

memcpy 是完成内存块拷⻉的，不关注内存中存放的数据是什么，拷贝的是num个字节，但不同类对应着不同的字节数，所以存在拷贝不完全的情况，而char类型1个字节数，可以完成1个1个复制拷贝的情况，所以   *(char*)dst=*(char*)src; 拷贝完一个字符，就该向下拷贝，但二者均为void *类，所以应该通过强转之后移动地址，所以会有  dst=(char*)dst+1;
src=(char*)src+1; 语句，在结尾，完成返回值：memcpy 函数返回的⽬标空间的起始地址。 return ret;

  运行结果一样的，看实现代码，我们可以发现，memcpy不能实现同名数组的复制，如果我们想实现，则可以靠二、memmove函数。

  二、memmove函数

1.介绍

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

memmove函数也是完成内存块拷⻉的。

他与 memcpy函数功能一样，是完成内存块拷⻉的，不关注内存中存放的数据是什么，即将函数 memcpy 从source 的位置开始向后复制 num 个字节的数据到 destination 指向的内存位置。不过mommove可以正确处理目标空间与源空间重叠的情况。

源内存块和⽬标内存块是可以重叠的。

二者的参数相同,意义也一样的：

destination ：指针，指向⽬标空间，将拷⻉的数据存放在这⾥（归宿）。

source ：指针，指向源空间，要拷⻉的数据从这⾥来（来源）。

num ：从source要拷⻉的数据占据的字节数。

返回值：memmove 函数返回的⽬标空间的起始地址。

  使用例：

#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);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}

讲解：

与在memcpy中的使用方法一样，不同的是该例为同名数组的拷贝，即将该数组的前5个值拷贝从（arr1 + 2）即arr[2]开始。

2.模拟实现：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void * mymemmove ( void * dst, const void * src, int n )
{
void *ret=dst;
if(dst<src)
{
while(n--)
{
*(char*)dst=*(char*)src;
dst=(char*)dst+1;
src=(char*)src+1;
}
}
else
{
while(n--)
*((char*)dst+n)=*((char*)src+n);
}
return ret;
}
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
mymemmove(arr1 + 2, arr1, 20);
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr1[i]);
}
return 0;
}

  运行结果一样，接下来对该实现讲解一下：

核心逻辑分析

mymemmove 通过判断目标地址（dst）和源地址（src）的位置关系，选择不同复制方向：

  • 当 dst < src（目标在源左侧）：从低地址到高地址复制（避免覆盖未复制的源数据）。（对应图中的一情况）
  • 当 dst >= src（目标在源右侧或重叠）：从高地址到低地址复制（从 n-1 反向遍历）。（对应图中的二情况）

输入参数

  • arr1 初始值：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
  • mymemmove(arr1 + 2, arr1, 20)：
    • dst = arr1 + 2（目标起始地址：第3个元素）
    • src = arr1（源起始地址：第1个元素）
    • n = 20（复制20字节，int 占4字节 → 共复制 5个元素）

关键判断

dst (arr1+2) > src (arr1) → 进入 else 分支（从高地址到低地址复制）。

在 else中拷贝。

    while(n--)
*((char*)dst+n)=*((char*)src+n);

最后： return ret;完成返回值： memmove函数返回的⽬标空间的起始地址。

 三、memset函数

1.介绍

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

1.memset 函数是设置内存块的内容的，将内存中指定⻓度的空间设置为特定的内容。 2.memset 的使⽤需要包含<string.h>。

参数讲解：

1.ptr ：指针，指向要设置的内存空间，也就是存放了要设置的内存空间的起始地址。

2.value ：要设置的值，函数将会把value值转换成unsigned char的数据进⾏设置的。也就是以字节为单位来设置内存块的。

3.num ：要设置的内存⻓度，单位是字节。

4.返回值：返回的是要设置的内存空间的起始地址。

  使用例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
char str[] = "hello world";
memset (str,'x',6);
printf(str);
return 0;
}

对于该例的解释：

  1. 初始字符串：char str[] = "hello world" 定义了一个字符数组，存储字符串 "hello world"（共11个字符 + 1个结束符 \0，总长度12字节）。

  2. memset 操作：

    • 作用：将 str 起始的 6个字节 全部设置为字符 'x'。
    • 原字符串前6个字符是 "hello "（注意第6个字符是空格），替换后变为 "xxxxxx"。

  3. 剩余字符不变：

    • memset 仅修改前6字节，原字符串从第7字节开始的内容（"world\0"）保持不变。
    • 拼接后结果为 "xxxxxxrld\0"（第7个字符是 'r'，因此输出 xxxxxxrld）。

所以是这样的结果。

注意：当有⼀块内存空间需要设置内容的时候，就可以使⽤memset函数，值得注意的是memset函数对内存 单元的设置是以字节为单位的。

2.模拟实现：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
void * mymemset ( void * p, int value,int n)
{  void *ret=p;
while(n--)
{
*(char*)p=value;
p=(char*)p+1;
}
return ret;
}
int main ()
{
char str[] = "hello world";
mymemset (str,'x',6);
printf(str);
return 0;
}

讲解：

  • mymemset执行流程：
    • 保存原始指针ret = p，用于最终返回。
    • 循环6次（n--从6到0），每次将p指向的字节设为'x'，并将p按字节递增（(char*)p + 1）。
    • 原字符串前6字节（"hello "）被替换为"xxxxxx"，后续字符"world\0"保持不变，拼接后结果为"xxxxxxrld\0"。
  • printf输出：打印字符串至结束符\0，结果为 xxxxxxrld。

 四、memcmp函数

1.介绍

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

功能：

1.⽐较指定的两块内存块的内容，⽐较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始，向后的num个字节 2.memcmp 的使⽤需要包含

ptr1 ：指针，指向⼀块待⽐较的内存块

ptr2 ：指针，指向另外⼀块待⽐较的内存块

num ：指定的⽐较⻓度，单位是字节

  使用例：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char s1[] = "abcdefg";
char s2[] = "abcdEFG";
int n;
n = memcmp(s1, s2, sizeof(s1));
if (n > 0)
printf("'%s'>'%s'.\n", s1, s2);
else if (n < 0)
printf("'%s' <'%s'.\n",s1,s2);
else
printf("'%s'  =='%s'  .\n", s1, s2);
return 0;
}

讲解：

  • 输出内容：'abcdefg' < 'abcdEFG'.
  • 关键原因：memcmp按字节逐一比较（区分大小写），在第5个字符处：
    • s1[4] = 'e'（ASCII值101）
    • s2[4] = 'E'（ASCII值69）
      因 101 > 69，memcmp返回正数，n>0, 执行： if (n > 0)       printf("'%s'>'%s'.\n", s1, s2);

注意：1.memcmp 函数是通过返回值告知⼤⼩关系的。

           2.如果要⽐较2块内存单元的数据的⼤⼩，可以使⽤该函数，这个函数的特点就是可以指定⽐较长度。

2.模拟实现：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int mymemcmp ( const void * p1, const void * p2, int n )
{
const char* s1 = (const char*)p1;
const char* s2 = (const char*)p2;
while (n-- > 0)
{
if (*s1 != *s2)
{
return *s1 - *s2;
}
s1++;
s2++;
}
return 0;
}
int main()
{
char s1[] = "abcdefg";
char s2[] = "abcdEFG";
int n;
n = mymemcmp(s1, s2, sizeof(s1));
if (n > 0)
printf("'%s'>'%s'.\n", s1, s2);
else if (n < 0)
printf("'%s' <'%s'.\n",s1,s2);
else
printf("'%s'  =='%s'  .\n", s1, s2);
return 0;
}

结果一样，接下来，我将为大家讲解一下：

因为参数为void*类型，如果使用，需要     *(char*)p1  这种的强转，代码中每次比较和移动指针时都进行(char*)强制转换，可通过临时变量优化，const char* s1 = (const char*)p1;
const char* s2 = (const char*)p2;通过char*类型，便于比大小和向下移动。

    while (n-- > 0)
{
if (*s1 != *s2)
{
return *s1 - *s2;
}
s1++;
s2++;
}
return 0;

  • 循环条件：n-- > 0 表示从第 1 个字节开始，逐个比较 n 个字节（每轮循环后 n 减 1，直到 n=0 退出）。
  • 逻辑：
    • 每次循环读取 s1 和 s2 指向的当前字节（*s1/*s2）。
    • 若字节不同，直接返回两字节的 ASCII 码差值（例如 'e' - 'E' = 101 - 69 = 32，结果为正数）。
    • 若字节相同，指针后移（s1++/s2++），继续比较下一个字节。
    • 若循环结束后所有 n 字节均相同（未触发 return *s1 - *s2），则显式返回 0。

总结

以上就是今天要讲的内容，

本篇文章涉及的C语⾔内存函数有：

1.memcpy函数

2.memmove函数

3.memset函数

4.memcmp函数

知识的相关内容，为本章节知识的内容，希望大家能喜欢我的文章，谢谢各位。


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