C语言内存函数-

leaves falling2026-01-19 23:49

目录

[1. memcpy使用和模拟实现](#1. memcpy使用和模拟实现)

[1.1 函数功能介绍](#1.1 函数功能介绍)

[1.3 模拟实现](#1.3 模拟实现)

[2. memmove使用和模拟实现](#2. memmove使用和模拟实现)

[2.1 函数功能介绍](#2.1 函数功能介绍)

[2.2 函数使用示例](#2.2 函数使用示例)

[2.3 模拟实现](#2.3 模拟实现)

[3. memset函数的使用](#3. memset函数的使用)

[3.1 函数功能介绍](#3.1 函数功能介绍)

[4. memcmp函数的使用](#4. memcmp函数的使用)

[4.1 函数功能介绍](#4.1 函数功能介绍)

1. memcpy使用和模拟实现

1.1 函数功能介绍

memcpy 函数用于从源内存地址的起始位置开始 ，复制指定字节数的数据到目标内存地址的起始位置 。它与 strcpy 的核心区别在于：strcpy 仅用于字符串复制，会以 '\0' 作为结束标志，而 memcpy 可用于复制任意类型的数据（ 如整型、字符型、结构体等），复制的长度由第三个参数明确指定，不依赖结束标志。

函数原型：void memcpy(void destination, const void* source, size_t num)**;

参数说明：

  • destination：目标内存地址，接收复制后的数据，注意该地址需可修改（不能是常量地址）。

  • source：源内存地址，提供需要复制的数据，用 const 修饰，确保源数据不被修改。

  • num：需要复制的字节数（size_t 是无符号整型类型）。

返回值：返回目标内存地址 destination（便于链式调用）。

注意事项：memcpy 函数默认不处理源内存块和目标内存块重叠的情况（若出现重叠，复制结果未定义）。

实例：

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <string.h> // memcpy 所在头文件

int main() {
    // 示例1：复制字符数组
    char src1[] = "hello world";
    char dest1[20] = {0};
    memcpy(dest1, src1, strlen(src1) + 1); // +1 是为了复制字符串结束标志 '\0'
    printf("复制字符数组结果：%s\n", dest1); // 输出：hello world

    // 示例2：复制整型数组
    int src2[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int dest2[5] = {0};
    memcpy(dest2, src2, sizeof(src2)); // sizeof(src2) 计算整个整型数组的字节数
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", dest2[i]); // 输出：1 2 3 4 5
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

1.3 模拟实现

模拟实现思路：

  1. 参数合法性检查：确保 destination 和 source 不为 NULL（空指针），否则直接返回 NULL。

  2. 类型转换：由于函数参数是void* 类型（通用指针） ，无法直接解引用操作，需先将其转换为 char* 类型 （按字节操作，适配任意数据类型）。

  3. 循环复制：通过循环逐字节复制数据，循环次数为 num（复制的字节数），每复制一个字节后，两个指针均向后移动一位。

  4. 返回目标地址：复制完成后，返回 destination 地址。

cpp 复制代码 
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
void *my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{
	assert(dest && src);
	void* ret = dest;
	
	while (num--)
	{
		*(char*)dest = *(char*)src;
		dest = (char*)dest + 1;
		((char*)src)++;
	}
	return ret;
}
int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr2[20] = {0};
	//memcpy--对源数组和目标数组之间的数据进行复制，从源数组的起始位置开始，
	// 复制n个字节到目标数组的起始位置，如果源数组和目标数组有重叠的部分，则覆盖目标数组的部分内存
	my_memcpy(arr2, arr1, 20);
	for (int i = 0; i < 20; i++) {
		printf("%d ", arr2[i]);
	}
	printf("\n");

	char arr3[20] = "hello,world";
	char arr4[40] = { 0 };
	void*p=my_memcpy(arr4, arr3, strlen(arr3) + 1); //+1 是为了复制字符串结束标志 '\0'
	printf("%s",(char*)p);

}

2. memmove使用和模拟实现

2.1 函数功能介绍

memmove 函数的功能与 memcpy 基本一致，均用于从源内存地址复制 num 个字节到目标内存地址。核心区别在于：memmove 支持源内存块和目标内存块重叠的情况，能够正确处理重叠区域的复制。

函数原型：void* memmove(void* destination, const void* source, size_t num);

参数说明：与 memcpy 完全相同（destination：目标地址、source：源地址、num：复制字节数）。

返回值：返回目标内存地址 destination。

内存重叠场景说明：当 source 地址范围与 destination 地址范围有重叠时，例如：char arr[] = "123456789"; 要将 arr[2] 开始的 5 个字节复制到 arr[0] 开始的位置，此时源区域和目标区域重叠，使用 memcpy 可能导致复制结果错误，而 memmove 可正确处理。

2.2 函数使用示例

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    // 测试内存重叠场景
    char arr[] = "123456789";
    printf("复制前：%s\n", arr); // 输出：123456789

    // 将 arr[2] 开始的 5 个字节（"34567"）复制到 arr[0] 开始的位置
    memmove(arr, arr + 2, 5);
    printf("复制后：%s\n", arr); // 输出：345676789

    // 测试非重叠场景（与 memcpy 效果一致）
    int src[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    int dest[5] = { 0 };
    memmove(dest, src, sizeof(src));
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", dest[i]); // 输出：1 2 3 4 5
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

2.3 模拟实现

模拟实现思路：

  1. 参数合法性检查：通过 assert 确保 dest 和 src 不为空指针。

  2. 处理内存重叠：分两种情况判断：

    1. 当目标地址 dest 在源地址 src 之前（dest < src）：采用正向复制（从前往后逐字节复制），避免覆盖未复制的源数据。

    2. 当目标地址 dest 在源地址 src 之后（dest > src）：采用反向复制（从后往前逐字节复制），同样避免覆盖未复制的源数据。

  3. 类型转换与复制：将 void* 转换为 char* 按字节操作，复制完成后返回 dest 地址。

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include<assert.h>

// 修复1：const* src 语法错误 → const void* src
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{
    assert(dest && src);
    void* ret = dest;
    if (dest < src)
    {
        while (num--)
        {
            *(char*)dest = *(char*)src;
            dest = (char*)dest + 1;
            ((char*)src)++;
        }
    }
    else
    {
        while (num--)
        {
            // 修复2：src侧少写取值符* → *((char*)src + num)
            *((char*)dest + num) = *((char*)src + num);
        }
    }

    return ret;
}

int main() {

    char arr[] = "123456789";
    printf("复制前：%s\n", arr); // 输出：123456789

    // dest>src（arr+2 > arr），走else分支从后往前拷贝
    my_memmove(arr + 2, arr, 5);
    // 实际正确输出：1212345789（而非你预期的345676789，原因见下文）
    printf("复制后：%s\n", arr);

    int src[] = { 1, 2, 3, 4, 5 ,7,8,9,10 };
    // 修复3：5*sizeof(int) 是正确的（仅拷贝5个int），保留你的写法
    my_memmove(src, src + 2, 5 * sizeof(int));
    // 修复4：循环i<10越界 → i<9（数组只有9个元素）
    for (int i = 0; i < 9; i++) {
        printf("%d ", src[i]); // 输出：3 4 5 7 8 7 8 9 10
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

3. memset函数的使用

3.1 函数功能介绍

memset 函数用于将指定内存块的前 num 个字节设置为特定的字符 （注意：是按字节设置，不是按数据类型设置）。它常被用于初始化内存块，例如将数组初始化为 0、将字符串初始化为特定字符等。

函数原型：void* memset(void* ptr, int value, size_t num);

参数说明：

  • ptr：需要设置的内存块起始地址（可修改）。

  • value：需要设置的字符值（虽然参数类型是 int，但实际只使用低 8 位，即 ASCII 码范围）。

  • num：需要设置的字节数。

返回值：返回设置后的内存块起始地址 ptr。

注意事项：memset 是按字节设置的，因此不能直接用于设置非字符类型的数组为任意值 （例如：不能用 memset 将 int 数组设置为 1，因为每个 int 占 4 字节，会被设置为 0x01010101，即十进制的 16843009）。

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

int main() {
    // 示例1：初始化字符数组
    char arr1[20] = { 0 };
    memset(arr1, 'a', 5); // 将前 5 个字节设置为 'a'
    printf("字符数组初始化结果：%s\n", arr1); // 输出：aaaaa（后面为 '\0'，不显示）

    // 示例2：清空字符数组（设置为 '\0'）
    char arr2[] = "hello memset";
    memset(arr2, '\0', strlen(arr2)); // 将整个字符串设置为 '\0'
    printf("清空后字符数组：%s\n", arr2); // 输出空（无内容）

    // 示例3：初始化整型数组为 0（可行，因为 0 的 ASCII 码对应字节 0x00）
    int arr3[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
    memset(arr3, 0, sizeof(arr3)); // 每个字节都设为 0，整个 int 就是 0
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr3[i]); // 输出：0 0 0 0 0
    }
    printf("\n");

    // 错误示例：试图将 int 数组设置为 1（结果不符合预期）
    int arr4[3] = { 0 };
    memset(arr4, 1, sizeof(arr4)); // 每个字节设为 1，int 为 0x01010101 = 16843009
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("%d ", arr4[i]); // 输出：16843009 16843009 16843009
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

4. memcmp函数的使用

4.1 函数功能介绍

memcmp 函数用于比较两个内存块的前 num 个字节内容是否相 同。它与 strcmp 的区别在于：strcmp 仅比较字符串（以 '\0' 结束），而 memcmp 可比较任意类型的内存块 （按字节逐一比较，不依赖结束标志）。

函数原型：int memcmp(const void* ptr1, const void* ptr2, size_t num);

参数说明：

  • ptr1：第一个内存块的起始地址。

  • ptr2：第二个内存块的起始地址。

  • num：需要比较的字节数。

返回值（比较规则：按字节的 ASCII 码值大小比较，逐字节对比，直到找到不同字节或比较完 num 个字节）：

  • 返回值 < 0：ptr1 指向的内存块中第一个不同字节的 ASCII 码值小于 ptr2 对应的字节。

  • 返回值 = 0：两个内存块的前 num 个字节完全相同。

  • 返回值 > 0：ptr1 指向的内存块中第一个不同字节的 ASCII 码值大于 ptr2 对应的字节。

cpp 复制代码 
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    // 示例1：比较字符数组（与 strcmp 效果一致，当比较长度覆盖整个字符串时）
    char arr1[] = "hello";
    char arr2[] = "helloworld";
    int ret1 = memcmp(arr1, arr2, 5); // 比较前 5 个字节
    printf("字符数组比较结果（前5字节）：%d\n", ret1); // 输出：0（前5字节均为 "hello"）

    int ret2 = memcmp(arr1, arr2, 6); // 比较前 6 个字节（arr1[5] 是 '\0'，arr2[5] 是 'w'）
    printf("字符数组比较结果（前6字节）：%d\n", ret2); // 输出：-1（'\0' ASCII 码小于 'w'）

    // 示例2：比较整型数组
    int arr3[] = {1, 2, 3, 4}; // 十六进制：0x01 0x00 0x00 00, 0x02 0x00 0x00 00...
    int arr4[] = {1, 2, 4, 5};
    int ret3 = memcmp(arr3, arr4, 8); // 比较前 8 字节（即前 2 个 int，每个 int 4 字节）
    printf("整型数组比较结果（前2个元素）：%d\n", ret3); // 输出：0（前 2 个元素相同）

    int ret4 = memcmp(arr3, arr4, 12); // 比较前 12 字节（前 3 个 int）
    printf("整型数组比较结果（前3个元素）：%d\n", ret4); // 输出：-1（第3个元素 3 < 4，按字节比较时 0x03 < 0x04）

    return 0;
}
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