【C语言】memset(含常见用途、注意事项)

1. memset用法及示例

memset 是 C 标准库中的一个函数，用于将一段内存区域填充为指定的值。它通常用于初始化数组、结构体或动态分配的内存。

#include <string.h>  // 需要包含头文件
void *memset(void *ptr, int value, size_t num);

参数：

• ptr：指向要填充的内存区域的指针。
• value：要填充的值（以 int 形式传递，但实际填充时会转换为 unsigned char）。
• num：要填充的字节数。

返回值：返回指向 ptr 的指针。

2.常见用途

• 初始化数组：将数组的所有元素设置为特定值。
• 清零内存：将内存区域设置为 0。
• 初始化结构体：将结构体的内存区域设置为特定值。

示例代码

2.1 初始化数组

将数组的所有元素设置为 0：

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

int main() {
    int arr[10];
    memset(arr, 0, sizeof(arr));  // 将数组所有元素设置为 0

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("arr[%d] = %d\n", i, arr[i]);
    }

    return 0;
}

输出：

arr[0] = 0
arr[1] = 0
...
arr[9] = 0

2.2 清零动态分配的内存

将动态分配的内存设置为 0：

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

int main() {
    int *ptr = (int *)malloc(10 * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("Memory allocation failed\n");
        return 1;
    }

    memset(ptr, 0, 10 * sizeof(int));  // 将动态分配的内存清零

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("ptr[%d] = %d\n", i, ptr[i]);
    }

    free(ptr);  // 释放内存
    return 0;
}

输出：

ptr[0] = 0
ptr[1] = 0
...
ptr[9] = 0

2.3 初始化结构体

将结构体的内存区域设置为特定值：

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

struct Point {
    int x;
    int y;
};

int main() {
    struct Point p;
    memset(&p, 0, sizeof(p));  // 将结构体清零

    printf("p.x = %d, p.y = %d\n", p.x, p.y);

    return 0;
}

输出：

p.x = 0, p.y = 0

2.4 填充非零值

将数组的所有字节设置为 1：

int main() {
    int arr[10];
    memset(arr, 1, sizeof(arr));  // 将数组的每个字节设置为 1
    printf("%d\n",sizeof(arr));
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("arr[%d] = %08x\n", i, arr[i]);  // 打印十六进制值
    }

    return 0;
}

输出：

40
arr[0] = 01010101
arr[1] = 01010101
...
arr[9] = 01010101

注意：memset 是按字节填充的，因此 int 类型的每个字节都会被设置为 1，而不是整个 int 值变为 1。

如果是想将数组中的每个 元素 设置为 1，而不是将每个 字节 设置为 1，不能直接使用 memset，因为 memset 是按字节操作的。 对于 int 类型的数组，每个元素占 4 个字节（假设 int 是 32 位），memset 会将每个字节设置为 1，导致每个 int 元素的值实际上是 0x01010101（即十进制的 16843009）。

正确方法
要将数组中的每个元素设置为 1，可以使用循环逐个赋值：

1. 使用循环初始化

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[10];

    // 将数组的每个元素设置为 1
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        arr[i] = 1;
    }

    // 打印数组内容
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("arr[%d] = %08x\n", i, arr[i]);
    }

    return 0;
}

输出：

arr[0] = 00000001
arr[1] = 00000001
...
arr[9] = 00000001

2. 使用 for 循环的简洁写法 C99 及以上版本支持在循环中直接定义变量：

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    arr[i] = 1;
}

3. 使用 memset 的替代方案
   如果使用类似 memset 的方式，可以编写一个宏或函数来实现：

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

#define SET_ARRAY(arr, value, size) \
    for (size_t i = 0; i < size; i++) { \
        arr[i] = value; \
    }

int main() {
    int arr[10];
    SET_ARRAY(arr, 1, 10);  // 将数组的每个元素设置为 1

    // 打印数组内容
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("arr[%d] = %08x\n", i, arr[i]);
    }

    return 0;
}

为什么不能用 memset？
memset 是按字节填充的，而 int 类型的每个元素占 4 个字节（32 位）。当你调用：
memset(arr, 1, sizeof(arr));
实际上是将每个字节设置为 1，因此每个 int 元素的值是：0x01010101 即十进制的 16843009，而不是 1。

总结
方法 适用场景 代码示例
循环赋值 初始化数组元素为特定值 for (int i = 0; i < size; i++) arr[i] = 1;
宏定义 简化代码，支持任意类型 #define SET_ARRAY(arr, value, size) …
memset 按字节填充（不适合初始化 int） memset(arr, 0, sizeof(arr))
如果你需要将数组的每个元素设置为 1，推荐使用循环赋值的方式。

3.注意事项

按字节填充：

memset 是按字节填充的，因此对于非字符类型的数组（如 int 数组），填充的值可能不符合预期。

例如，memset(arr, 1, sizeof(arr)) 会将每个字节设置为 1，而不是将每个 int 元素设置为 1。

清零内存：

使用 memset(ptr, 0, num) 可以安全地将内存区域清零。

性能：

memset 通常由编译器优化为高效的机器指令，适合大规模内存操作。

4. 总结

场景 示例代码
初始化数组 memset(arr, 0, sizeof(arr))
清零动态内存 memset(ptr, 0, size * sizeof(int))
初始化结构体 memset(&struct, 0, sizeof(struct))
填充非零值 memset(arr, 1, sizeof(arr))
通过 memset，可以快速初始化或填充内存区域，但需注意其按字节填充的特性