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前言

本篇博客主要介绍常用的4个内存操作函数：
1.不重叠内存拷贝函数 – memcpy()
2.重叠内存拷贝函数 – memmove()
3.内存比较函数 – memcmp()
4.内存填充函数 – memset()

使用这4个函数均需要包含头文件string.h

1. 不重叠内存拷贝函数 – memcpy()

1.1 函数功能介绍

函数memcpy将source指向的内存空间的前num个字节的数据复制到destination指向的空间中。

1.2 参数及返回值介绍

函数原型：

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

• 参数1：destination – 指向用于存储复制内容的目标空间，类型强制转换为 void* 指针。

• 参数2：source – 指向要复制的数据源，类型强制转换为 void* 指针，const关键字保证数据源不会被修改。

• 参数3：num – 要被复制的字节数。

• 返回值：目标空间地址destination，类型为void*

1.3 使用memcpy拷贝各类型数据

1.3.1 代码

（来自网站cplusplus)

#include <stdio.h>
#include <string.h>struct {char name[40];int age;
} person, person_copy;int main()
{char myname[] = "张三";/* 1. 使用 memcpy 拷贝 字符串 */memcpy(person.name, myname, strlen(myname) + 1);person.age = 46;/* 2. 使用 memcpy 拷贝 结构体数据: */memcpy(&person_copy, &person, sizeof(person));printf("person_copy: %s, %d \n", person_copy.name, person_copy.age);/* 3. 使用 memcpy 拷贝 数组数据 */int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };int arr_copy[10] = { 0 };memcpy(arr_copy, arr, sizeof(arr));printf("arr_copy: ");for (int i = 0; i < 10; i++)printf("%d ", arr_copy[i]);return 0;
}

1.3.2 输出结果

person_copy: 张三, 46
arr_copy: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1.3.3 解释

1. memcpy(person.name, myname, strlen(myname) + 1);

   • 第一个参数person.name是指向待放数据数组首元素的指针变量。
   • 第二个参数myname是指向待拷贝的源头数组首元素的指针变量。
   • 第三个参数为表达式strlen(myname) + 1，strlen(myname)表示字符串长度（单位：字节），+1表示将'\0'拷贝过去

2. memcpy(&person_copy, &person, sizeof(person));

   • 第一个参数&person_copy是待放拷贝数据的结构体空间首地址。
   • 第二个参数&person是待拷贝的源头结构体空间首地址。
   • 第三个参数sizeof(person)，表示将结构体person的全部内容拷贝到结构体person_copy（单位：字节）。

3. memcpy(arr_copy, arr, sizeof(arr));

   • 第一个参数arr_copy是待放拷贝数据的数组首元素地址。
   • 第二个参数arr是待拷贝的源头数据数组首元素地址。
   • 第三个参数sizeof(arr)表示拷贝内容大小为40个字节

1.4 使用细节

1. 这个函数在遇到 ‘\0’ 的时候并不会停下来。

2. 前面讲到过，memcpy是使用在不重叠的内存块之间的拷贝，但是，如果source和destination有任何的重叠，那么拷贝的结果又当如何——答案是不知道！
C语言官方文档中未对该状况做出明确定义，所以具体情况得看编译器提供的库函数是如何实现的。

假设使用memcpy进行重叠内存拷贝的预期结果：

实际运行的结果：

由于内存重叠，在拷贝过程中内存中的数据会受到改变，因此实际结果并非我们预期说想的结果。

3. VS里面memcpy超额完成了功能，它能够进行重叠内存的拷贝。也就是使其拥有memmove的功能至于memmove又有什么功能，别急，下一个介绍的函数就是它。

1.5 memcpy函数的模拟实现

#include <assert.h>
void* myMemcpy(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);for (size_t i = 0; i < num; i++)((char*)dest)[i] = ((char*)src)[i];return dest;
}

2. 重叠内存拷贝函数 – memmove()

2.1 函数功能介绍

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

• 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。

2.2 memmove()的实现原理

memmove很好地解决了memcpy在拷贝过程中源内存空间内容因被覆盖而被改变的问题

上面已经把为何会导致出现问题的原因讲的很详细了，所以这里的重点就放在memmove如何解决这个问题上来——在模拟实现memmove()的过程中进行解答

2.2.1 第一种重叠形式

从上面的拷贝原理图中看到，从src指向空间的数据被从低地址向高地址拷贝（从前向后拷贝）是行不通的。但是，拷贝的方式又不是只有这一种，为什么不试试从后向前拷贝呢？

图解如下：

拷贝过程中，即使内存中的数据本身被覆盖了，但是源数据本身该被拷贝的数据却并没有没改变。

2.2.2 第二种重叠形式

解决了上面第一种内存重叠情况的拷贝后，当出现遇到第二种内存重叠情况时，仔细分析一下不难发现这种情况下，更适合从前向后拷贝。

图解如下：

2.2.3 总结

以src为界，
当dest < src时， 源空间数据从前向后拷贝。
当dest >= src时，源空间数据从后向前靠拷贝。

2.3 模拟实现memmove()

include <assert.h>
void* myMemmove(void* dest, const void* src, size_t num)
{assert(dest && src);if (dest < src){for (size_t i = 0; i < num; i++)((char*)dest)[i] = ((char*)src)[i];}else{while(num--)((char*)dest)[num] = ((char*)src)[num];}return dest;
}

3.内存比较函数 – memcmp()

函数原型

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

3.1 函数功能介绍

字节为单位，比较内存空间ptr1和ptr2的前num个字节的数据大小。

• ptr1指向内存块1，类型为void*，可接受任何类型数据
• ptr2指向内存块2，类型为void*，可接受任何类型数据
• num表示待比较字节数

• 返回值规则如下(图片来自cplusplus)：

3.2 代码举例

3.2.1 比较整型数据

第一次比较1个字节，arr2指向的第1个字节 > arr1指向的第1个字节，返回负数。
第二次预计比较21个字节，但是在第一个字节比较完毕时已返回比较结果

3.2.2 比较字符串（对比strncmp）

从上面的代码例子可以看出，memcmp与strncmp二者之间的功能在大致上是相似的，但是，当字符> 串长度小于num时，strncmp遇到'\0'会结束，而memcmp不会，它继续比较，直到比较完num个字节

4. 内存填充函数 – memset()

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

一言蔽之，函数将ptr指向的内存空间的前num个字节设定为默认值value，最后返回ptr
这个函数比较适合用来初始化一些书写不太方便的变量或者数组。

4.1 初始化malloc开辟的数组

两种初始化方式，使用memset比较方便

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>int main()
{int* arr1 = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);int* arr2 = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);//arr1初始化为全0memset(arr1, 0, sizeof(int) * 10);//arr2初始化为全0for (int i = 0; i < 10; i++)arr2[i] = 0;return 0;
}

4.2 初始化结构体变量

#include<stdio.h>
#include<string.h>struct student{int ID;char name[20];
};int main(){struct student stu;memset(&stu, 0, sizeof(stu));printf("%d\t%s", stu.ID, stu.name);return 0;
}

4.3 初始化结构体数组

#include<stdio.h>
#include<string.h>struct student{int ID;char name[20];
};int main(){struct student stus[10];memset(stus, 0, sizeof(stus));printf("%d\n", stus[0].ID);printf("%s", stus[0].name);return 0;
}