C语言 模拟实现memcpy与memmove函数详解_C 语言

一、memcpy函数的介绍

1.函数的声明

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

2.函数功能与注意事项

  • 函数memcpy从source的位置开始向后复制num个字节的数据到destination的内存位置。
  • 注意这个函数在遇到 '\0' 的时候并不会停下来。
  • 如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。
  • memcpy函数可以拷贝任何的类型的数据，不像strcpy函数只能拷贝字符串。

3.函数的使用

#include <stdio.h>  #include <string.h>//使用memcpy函数时记得引用它的头文件  int main()  {  	int arr1[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };  	int arr2[5] = { 0 };//总共大小为20字节  	memcpy(arr1, arr2, 20//拷贝20个字节的数据);//将arr2中的数据拷贝到arr1中  	int i = 0;  	printf("拷贝后arr1中的数据为：");  	for (i = 0; i < 10; i++)  	{  		printf("%d ", arr1[i]);  	}  	return 0;  }

运行结果：

二、模拟实现memcpy函数

1.模拟分析

1.因为我们不知道我们要拷贝的是什么类型的数据，可能是char类型的数据，也可能是int类型的数据，还有可能是double类型的数据，这些不同类型数据的大小是不同的。为了实现一个能拷贝所有类型数据的memcpy函数，我们就只能一个字节一个字节的拷贝，因为最小类型的大小是一个字节，这样就能将所有类型的数据都进行拷贝了。

2.因为我们不知道传到memcpy函数的地址是什么类型，所以我们在接收传过来的地址时要用void*类型的指针来接收。

3.由于我们只需要将源地址存储的数据拷贝到目标地址里面，所以只需要改变目标地址处存储的内容，而不需要改变源地址处存储的地址。所以我们就需要用const void*类型的指针来接收源地址。

4.为了实现链式访问，我们要将传进来的目标起始地址（destination）返回。由于这个函数在执行的时候会改变destination存储的内容，所以我们要重新创建一个void*类型的指针来存储这个地址。

5.为了避免传进来的地址是空指针，我们需要用assert来断言传进来的地址不是空指针。

2.模拟实现

#include<stdio.h>  #include<assert.h>  //模拟实现memcpy  void* my_memcpy(void* dest, const void* scr, size_t count)  {  	assert(dest && scr);//断言传进来的地址不是空指针  	void* ret = dest;//保存目标起始地址  	while (count--)//拷贝源地址存储的数据  	{  		*(char*)dest = *(char*)scr;  		(char*)dest = (char*)dest + 1;  		(char*)scr = (char*)scr + 1;  	}  	return ret;//返回目标起始地址  }              //应用模拟实现的函数  int main()  {  	int arr1[] = { 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6 };  	int arr2[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };  	my_memcpy(arr2, arr1, 24);//拷贝6个字节的数据  	int i = 0;  	for (i = 0; i < 10; i++)  	{  		printf("%d ", arr2[i]);  	}  	return 0;  }

运行结果：

三、memmove函数的介绍

1.函数的声明

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

2.为什么会有memmove函数

为什么会有memmove这个函数呢，这个还要从上面的memcpy函数说起。因为memcpy函数不能将一个数组的中的数据拷贝到自身（也就是目标数据是自己，源数据也是自己，只不过是一个数组里面不同的位置的数据拷贝到另外一个位置上），如果像这样拷贝就会出现重叠拷贝，会导致结果不是我们预期的结果。

就像下面这个代码：

//应用模拟实现的memcpy函数  int main()  {  	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };  	my_memcpy(arr + 2, arr, 24);//预期出现结果为1 2 1 2 3 4 5 6 9 10  	int i = 0;  	for (i = 0; i < 10; i++)  	{  		printf("%d ", arr[i]);//实际出现结果  	}  	return 0;  }

运行结果：

 出现预期结果和实际结果不同的原因：

出现这种结果的原因就是因为memcpy函数将自身数据拷贝到自身不同位置的时候出现了重叠拷贝。源数据的起始地址为arr，目标数据的起始地址arr + 2，当我们一进来memcpy这个函数的时候，我们就先将arr处的数据拷贝到arr + 2处，将arr + 1处的数据拷贝到arr + 3处，当我们想要将arr + 2处的数据拷贝到arr + 4处的时候，我们发现arr + 2处的数据已经被替换成了arr处的数据（1），于是我们就只能将1拷贝到arr + 4处；当我们要将arr + 3处的数据拷贝到arr + 5处的时候，我们发现arr + 3处的数据早已被替换成了arr + 1处的数据（2），所以我们只能将2拷贝到arr + 5处，就像这样反复的重叠拷贝，拷贝的数据一直都是1/2/1/2/1/2，直到拷贝完我们想要拷贝的字节数。

于是为了将自身的数据拷贝到自身不同的位置处，我们就需要用memmove函数来实现，memmove函数就是为了解决上面这种问题而被创造的。

3.函数功能与注意事项

  • memmove和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。
  • 如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

4.函数的使用

#include<stdio.h>  #include<string.h>//使用memmove函数时记得引用它的头文件  int main()                    {  	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };  	memmove(arr + 2, arr, 24);//预期出现结果为1 2 1 2 3 4 5 6 9 10  	int i = 0;  	for (i = 0; i < 10; i++)  	{  		printf("%d ", arr[i]);//实际出现结果  	}  	return 0;  }

 这次我们发现用memmove函数来拷贝的预期结果和实际结果就一样了，下面我们就讲讲memmove函数的模拟实现。

四、模拟实现memmove函数

1.模拟分析

1.将地址传进函数和函数接收地址的方法和上面的memcpy函数是一样的，memcpy函数需要注意的地方memmove函数同样需要注意，这里就不重复讲了，嘿嘿。

2.memmove函数还需要注意的一点就是需要分析该怎么拷贝才不会重叠，下面为图解：

情况一：dest小于等于src的地址

像下面这样从前往后拷贝，这样就不会重叠了。

 情况二：dest大于scr的地址

像下面这样从后往前拷贝，这样就不会重叠了。

2.模拟实现

#include<stdio.h>  #include<assert.h>  //模拟实现memmove  void* my_memmove(void* dest, const void* scr, size_t count)  {  	assert(dest && scr);//断言传进来的地址不是空指针  	void* ret = dest; //保存目标起始地址  	if (dest <= scr)//从前往后拷贝  	{  		while (count--)  		{  			*(char*)dest = *(char*)scr;  			(char*)dest = (char*)dest + 1;  			(char*)scr = (char*)scr + 1;  		}  	}  	else//从后往前拷贝  	{  		while (count--)  		{  			*((char*)dest + count) = *((char*)scr + count);  		}  	}  	return ret;  }                 //应用模拟实现的函数  int main()                    {  	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };  	my_memmove(arr + 2, arr, 24);//预期出现结果为1 2 1 2 3 4 5 6 9 10  	int i = 0;  	for (i = 0; i < 10; i++)  	{  		printf("%d ", arr[i]);//实际出现结果  	}  	return 0;  }

  运行结果

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