C语言内存函数完全指南：memcpy/memmove/memset/memcmp

除了字符串操作，C标准库还提供了一系列直接操作内存块的函数。这些函数以字节为单位处理数据，能够高效地拷贝、移动、设置和比较任意类型的内存块。本文将详细讲解 memcpy、memmove、memset、memcmp 的用法、区别及模拟实现，帮助读者安全灵活地操纵内存。

一、memcpy的使用和模拟实现

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

从 source 位置向后复制 num 个字节到 destination。
不会因为遇到 '\0' 而停止，完全按字节数操作。
如果源和目标内存区域重叠，行为未定义（应使用 memmove）。

示例：拷贝整型数组的前5个元素（20字节）

c 复制代码

#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);   // 拷贝20字节（5个int）
    for (int i = 0; i < 10; i++)
        printf("%d ", arr2[i]); // 1 2 3 4 5 0 0 0 0 0
    return 0;
}

模拟实现：

c 复制代码

void *my_memcpy(void *dst, const void *src, size_t count) {
    void *ret = dst;
    assert(dst && src);
    while (count--) {
        *(char*)dst = *(char*)src;
        dst = (char*)dst + 1;
        src = (char*)src + 1;
    }
    return ret;
}

关键：使用 char* 指针逐字节拷贝，保证通用性。

二、memmove的使用和模拟实现

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

功能与 memcpy 类似，但允许源和目标内存重叠。
当无法确定是否重叠时，应优先使用 memmove。

示例：将数组前5个元素移动到从下标2开始的位置

c 复制代码

int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
memmove(arr+2, arr, 20);  // 重叠拷贝
// 结果：1 2 1 2 3 4 5 8 9 10

模拟实现（需考虑拷贝方向）：

若目标地址在源地址之前，从前往后拷贝。
若目标地址在源地址之后且重叠，从后往前拷贝。

c 复制代码

void *my_memmove(void *dst, const void *src, size_t count) {
    void *ret = dst;
    assert(dst && src);
    if (dst <= src || (char*)dst >= (char*)src + count) {
        // 非重叠或目标在前：从前向后拷贝
        while (count--) {
            *(char*)dst = *(char*)src;
            dst = (char*)dst + 1;
            src = (char*)src + 1;
        }
    } else {
        // 重叠且目标在后：从后向前拷贝
        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

void *memset(void *ptr, int value, size_t num);

将 ptr 指向的内存块的前 num 个字节每个字节 设置为 value（value 转为 unsigned char 后填充）。
常用于数组或结构体的快速初始化。

示例：将字符串前6个字符改为 'x'

c 复制代码

char str[] = "hello world";
memset(str, 'x', 6);
printf("%s\n", str);  // "xxxxx world"

注意：memset 以字节为单位，不能用于将整型数组全部设为 1（因为会变成 0x01010101），除非值为 0。

c 复制代码

int arr[10];
memset(arr, 0, sizeof(arr));   // 正确，全部置0
memset(arr, 1, sizeof(arr));   // 每个字节变1，整型值变为 0x01010101

四、memcmp函数的使用

int memcmp(const void *ptr1, const void *ptr2, size_t num);

比较 ptr1 和 ptr2 指向的内存块的前 num 个字节。
返回值与 strcmp 类似：
- <0：ptr1 的字节值小于 ptr2
- 0：相等
- >0：ptr1 的字节值大于 ptr2

示例：比较两个字符串（区分大小写）

c 复制代码

char buf1[] = "DWgaOtP12df0";
char buf2[] = "DWGAOTP12DF0";
int n = memcmp(buf1, buf2, sizeof(buf1));
if (n > 0)
    printf("%s is greater than %s\n", buf1, buf2);
else if (n < 0)
    printf("%s is less than %s\n", buf1, buf2);
else
    printf("equal\n");

注意：memcmp 比较的是原始字节值（按 unsigned char 比较），而不是字符串语义，不会因为 '\0' 提前停止。

总结：内存函数以字节为单位操作内存，适用于任何数据类型。memcpy 高效但不能重叠拷贝；memmove 支持重叠，更安全；memset 快速填充字节；memcmp 比较内存块。掌握这些函数并理解其模拟实现，能够有效处理数组、结构体等内存块，提升代码性能和可靠性。特别注意 memset 的字节填充特性及 memmove 的方向处理。

C语言内存函数完全指南：memcpy/memmove/memset/memcmp