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【C语言】精妙运用内存函数:深入底层逻辑的探索

23 人参与  2024年05月24日 13:44  分类 : 《随便一记》  评论

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一、内存函数的使用1.1 Memcpy(内存拷贝函数) 1.1.1 特殊情况:当dest和sour出现重叠拷贝(访问同一块空间) 1.1.3 VS下解决了重叠拷贝的问题 1.2 Memmove(内存拷贝函数)1.3 Memset(初始化函数)1.4 Memcmp(内存对比函数) 二、模拟实现内存函数2.1 模拟实现Memcpy2.2 模拟实现Memmove

?引言

上篇文章介绍了字符串相关函数,但是缺点在于只针对于字符类型。
本篇文章涉及的函数不单单只能用于字符类型的数据,通过内存进行修改适用于任意类型数据,逐字节修改。
内存函数大部分在string.h头文件中进行声明。

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一、内存函数的使用1.1 Memcpy(内存拷贝函数) 1.1.1 特殊情况:当dest和sour出现重叠拷贝(访问同一块空间) 1.1.3 VS下解决了重叠拷贝的问题 1.2 Memmove(内存拷贝函数)1.3 Memset(初始化函数)1.4 Memcmp(内存对比函数) 二、模拟实现内存函数2.1 模拟实现Memcpy2.2 模拟实现Memmove


一、内存函数的使用

1.1 Memcpy(内存拷贝函数)

在这里插入图片描述

#include <stdio.h>#include <string.h>int main(){    //定义两个数组int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int p[20] = { 0 };    memcpy(arr, p, 20);for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;}

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说明】:

source位置开始向后内存拷贝num个字节的数据到destination指向的内存空间(逐一拷贝) 函数遇到'\0'的时候不会停下,跟这点strncpy是类似的

1.1.1 特殊情况:当dest和sour出现重叠拷贝(访问同一块空间)

int main(){    int nums[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };    //预期结果:1 2 1 2 3 6 7 8 9 10    //20个字节 - 5个整型类型的大小    memcpy(nums + 2, nums, 12);    for (int i = 0; i < 10; i++)    {        printf("%d ", nums[i]);    }    //实际结果:1 2 1 2 1 6 7 8 9 10(不符合预期)    return 0;}

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说明】:

这里就是数组第三个位置数据被修改,导致拷贝时出现拷贝错误。如果将代码拷贝到VS下运行,会发现结果是正确的。VS解决memcpy重叠拷贝问题但是memcpy导致的问题,不能单单依靠编译器,如果是其他环境,就不知道哪里出现问题了

1.1.3 VS下解决了重叠拷贝的问题

在这里插入图片描述

解决措施】:为了解决这种情况,标准库提供一个用于处理重叠内存的函数memmove

1.2 Memmove(内存拷贝函数)

在这里插入图片描述

int main(){  int nums[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };    //预期结果:1 2 1 2 3 6 7 8 9 10    //20个字节 - 5个整型类型的大小    memcpy(nums + 2, nums, 12);    for (int i = 0; i < 10; i++)    {        printf("%d ", nums[i]);    }    //实际结果:1 2 1 2 3 6 7 8 9 10(符合预期)    return 0;}

说明】:跟memcpy功能相同,区别在于memmove可以处理源内存和目标内存中重叠的部分的场景

使用推荐】:如果不想考虑会出现重叠拷贝的情况,推荐直接使用memmove可以的

1.3 Memset(初始化函数)

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int main(){    char str[] = "ooooooooooooooo";    memset(str, 'I', 10);    printf("%s", str);    return 0;}

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说明】:从str指向位置,根据要求字节个数去设置内存中数据

1.4 Memcmp(内存对比函数)

在这里插入图片描述

int main(){char str1[] = "bbbbbb";char str2[] = "abcdef";int ret=memcmp(str1, str2,2);printf("%d", ret);return 0;}

说明】:

比较str1str2num个值(字节为单位)如果在num前发现了不同,则返回比较结果

str1 > str2 ,返回大于零数据

str1 = str2, 返回等于零数据

str < str2 , 返回小于零数据


二、模拟实现内存函数

这里我们主要讲模拟实现内存函数memcpymemmove内存函数,不同类型的数据都存放在内存当中,如果我们想打破类型的限制对不同类型的数据进行修改,就需要通过内存入手,内存单元对于着字节,那么就是从每一个字节入手,由于memcpy相对memmove是不能处理重叠的数据,所以难点和重点在于模拟实现memmove

2.1 模拟实现Memcpy

#include <assert.h>void* my_memcpy(void* str1, void** str2,int sz){assert(str1 && str2);void* ret = str1;while (sz--){*(char*)str1 = *(char*)str2;str1 = (char*)str1 + 1;str2 = (char*)str2 + 1;}return ret;}int main(){int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr2[10] = {0};my_memcpy(arr1,arr2,20);int i = 0;for (int i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr1[i]);}return 0;}

说明】:

对内存中的数据进行修改,就是对每个字节修改,那么我们需要强制类型转化char*类型

当寻找下一个字节的时候,需要注意步数,指针类型决定了指针向前先后的步数

2.2 模拟实现Memmove

面对出现拷贝重叠情况,我们需要关注dest和str的位置关系,从而判断从前向后拷贝,还是从后向前

在这里插入图片描述
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判断标准】:通过dest和str位置来进行判断

dest<=str的时候,适合使用从前面开始拷贝当str <= dest && dest <= (char *)str+count的时候,适合使用从后面开始拷贝(就是开那个dest指向位置,是否离开了str指向空间的范围)当dest与str没有重叠部分的时候,方向似乎没有这么重要了
void* my_memmove(void* str, void* dest, size_t count){void* ret = str;int n = count;if (dest<=str && (char *)dest>(char *)str+coount){while (count--){*(char*)str = *(char*)dest;str = (char*)str + 1;dest = (char*)dest + 1;}}else//从后面开始拷贝条件复杂,就else{dest=(char *)dest+count-1;        str=(char *)str+count-1;while (count--){*(char*)str = *(char*)dest;str = (char*)str - 1;dest = (char*)dest - 1;}}return ret;}int main(){    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };    my_memmove(arr+2, arr, 20);    for (int i = 0; i < 10; i++)    {        printf("%d ", arr[i]);    }return 0;}

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以上就是本篇文章的所有内容,在此感谢大家的观看!这里是店小二C语言笔记,希望对你在学习C语言中有所帮助!


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