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前言
C语言作为一门贴近硬件的编程语言，其强大的内存操作能力一直是开发者关注的核心特性。内存管理函数不仅直接影响程序性能，更与系统稳定性、安全性密切相关。从基础的
malloc、free到高效的memcpy、memset，再到防止溢出的memmove，这些函数构成了C语言与计算机内存对话的底层桥梁。理解它们的实现原理、适用场景及潜在风险，是突破初级编程迈向系统级开发的关键路径。本文将深入剖析这些内存操作函数的内部机制，通过性能对比和典型应用案例，揭示高效安全内存管理的实践策略。下面就让我们开始吧！
一、memcpy的使用和模拟实现
首先让我们来看看memcpy函数的原型：
cpp
void * memcpy ( void * destination, const void * source, size_t num );- 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。
- 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函数的使用示例如下：
cpp
#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;
}对于重叠的内存而言，我们往往不使用memcpy函数，而是交给memmove来处理。
下面我们来看一下memcpy函数的模拟实现：
cpp
void * memcpy ( void * dst, const void * src, size_t count)
{
void * ret = dst;
assert(dst);
assert(src);
/*
* copy from lower addresses to higher addresses
*/
while (count--) {
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
return(ret);
}二、memmove的使用和模拟实现
memove的函数原型如下：
cpp
void * memmove ( void * destination, const void * source, size_t num );- 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
下面我们来看看memmove的使用示例：
cpp
#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;
}输出的结果如下：
cpp
1 2 1 2 3 4 5 8 9 10memmove的模拟实现：
cpp
void * memmove ( void * dst, const void * src, size_t count)
{
void * ret = dst;
if (dst <= src || (char *)dst >= ((char *)src + count)) {
/*
* Non-Overlapping Buffers
* copy from lower addresses to higher addresses
*/
while (count--) {
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
}
else {
/*
* Overlapping Buffers
* copy from higher addresses to lower addresses
*/
dst = (char *)dst + count - 1;
src = (char *)src + count - 1;
while (count--) {
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst - 1;
src = (char *)src - 1;
}
}
return(ret);
}三、memset函数的使用
memset的函数原型如下：
cpp
void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );memset函数是用来设置内存的，它能将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容。
使用示例如下：
cpp
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main ()
{
char str[] = "hello world";
memset (str,'x',6);
printf(str);
return 0;
}输出结果为：
cpp
xxxxxxworld四、memcmp函数的使用
memcmp函数的函数原型如下所示：
cpp
int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );- 它的作用是比较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始，向后的num个字节。
- 返回值如下所示：
使用示例如下所示：
cpp
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";
char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
int n;
n = memcmp(buffer1, buffer2, sizeof(buffer1));
if (n > 0)
printf("'%s' is greater than '%s'.\n", buffer1, buffer2);
else if (n < 0)
printf("'%s' is less than '%s'.\n", buffer1, buffer2);
else
printf("'%s' is the same as '%s'.\n", buffer1, buffer2);
return 0;
}总结
以上就是本期关于C语言中内存函数的博客。本文仅对其使用方法和部分函数的模拟实现进行简要介绍，若需进行深入了解，还请大家自行查阅C语言的技术文档。谢谢大家的支持！