C语言——内存函数

在之前我们已经学习了字符的相关函数，例如strcpy；strcat等，但如果我们要实现除字符类型外的数据时，这些函数就无法使用了，这时就要用到c语言中的内存函数了，内存函数就可以实现对整型；结构体类型等数据的处理了，接下来就一起来了解这些函数的作用以及使用方法吧！

1.memcpy

1.1memcpy的作用以及使用

首先来了解memcpy的作用是拷贝内存块，将源空间的内存拷贝num字节到目标空间内存当中，且在拷贝过程中能指定想要拷贝的字节个数，因此在该函数的参数有三个，第一个参数是目标空间的起始址，第二个是源空间的起始地址，最后一个参数是想要拷贝的字节数

同时该函数的返回值是目标空间的起始地址

注：
• 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。

#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;
}

例如以上代码中就是将arr1中的前面20个字节拷贝到arr2中，也就是将arr1中的前5个元素拷贝到arr2中

但注意memcpy无法实现在同一块内存空间内两个重叠空间的之间拷贝，例如在以上arr1中就无法将内存中的1 2 3 4 5拷贝到3 4 5 6 7，要实现这种情况的拷贝就要使用到memmove再下文中会讲解到

1.2memcpy的模拟实现

以下的模拟实现有什么错误的地方吗？

void* my_memcpy(void* dest, const void* src,size_t num)
{
    assert(dest && src);
    void* str = dest;
    while (num--)
    {
        *((char*)dest) = *((char*)src);
         ((char*)dest)++ ;
          ((char*)src)++ ;
    }
    return  str;

}

以上的代码在运行时程序是会报错的，原因是dest和src原来的类型是void，是不能进行解引用的，而且在进行强制类型转换为char后也只能进行一次转换，后置++这次就不可使用了

这时就需把以上代码修改为以下形式

void* my_memcpy(void* dest, const void* src,size_t num)
{
    assert(dest && src);
    void* str = dest;
    while (num--)
    {
        *((char*)dest) = *((char*)src);
        dest = (char*)dest + 1;
        src = (char*)src + 1;
    }
    return  str;
}

2.memmove

2.1memmove的作用以及使用

memmove的功能也是实现内存块的拷贝，将源空间的内存拷贝num字节到目标空间内存当中，且在拷贝过程中能指定想要拷贝的字节个数，函数的参数和memcpy相同，因此在该函数的参数也有三个，第一个参数是目标空间的起始址，第二个是源空间的起始地址，最后一个参数是想要拷贝的字节数函数的参数和memcpy相同

注：
• 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。

例如在以上的要将内存中的1 2 3 4 5拷贝到3 4 5 6 7

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
    int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    
    my_memcpy(arr1+2, arr1, 20);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ", arr1[i]);
    }
    return 0;
}

以上代码输出结果如下

2.2 memmove的模拟实现

通过测试发现memmove确实可以实现重叠内存的拷贝，那么我们应该如何实现memmove的模拟实现呢？
这时在模拟实现之前我们先要来思考拷贝的两个内存快在不同情况下时从前向后拷贝，还是从后向前拷贝

在这种情况中就需要将源空间的数据从后向前拷贝

在这种情况中就需要将源空间的数据从前向后拷贝

使用通过以上的例子就可以发现拷贝的规律

在src<dest的时候从前向后拷贝，src<dest的时候从后向前拷贝，在dest都大于src内存块末尾的地址时这两种都可以，在此在以下的模拟实现当中就在dest都大于src内存块末尾的地址时也使用前向后拷贝

void* my_memmove(void* dest, const void* src,size_t num)
{
    assert(dest && src);
    void* str = dest;
    if (dest < src)
    {
        while (num--)
        {
            *((char*)dest) = *((char*)src);
            dest = (char*)dest + 1;
            src = (char*)src + 1;
        }
    }
    else
    {
        while (num--)
        {
            *((char*)dest+num) = *((char*)src+num);
        }
    }
    return  str;
}

3.memset

memset是用来设置内存的，将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容。
在该函数的参数有三个，第一个是值指向要填充的内存块指针，第二个是要设置的值，最后为要设置为该值的字节数
该函数的返回值为要填充空间的指针ptr

使用范例

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char str[] = "abcdef";
    memset(str, 'x', 5);
    printf("%s", str);

    return 0;
}

将字符串中的前5字节都设置为x

4.memcmp

memcmp作用是用来比较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始，向后的num个字节 ，mwmcmp的作用于strncmp相识，但strncmp只能对字符类型的数据进行比较，而memcmp能针对所有类型数据的比较
如果两个指针对应位置处的数据大小，如果相等就继续比较下一个指针处的数据大小，直到两个不相等且未超过要比较的字节数，如果第一个对应位置处的数据大就返回大于零的数，如果第二个对应位置处的数据大就返回小于零的数，一直到要比较字节数内都相等就返回零

#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;
}

以上代码输出结果是什么呢？

sizeof(buffer1)计算的是整个数组的大小，所有使用memcmp是对buffer1和buffer2两个数组全部元素的比较，在数组buffer1与buffer2中前面两元素都为DW，所以到第三个才能比较出大小，因为g的Ascll值大于G所以mwmcmp返回值大于0，之后程序进入n>0的if语句

最终输出'DWgaOtP12df0' is greater than 'DWGAOTP12DF0'.