C语言《超详细解析内存函数》

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内存函数

一、memcpy函数

（1）、函数内容解析

memcpy指的是C使用的内存拷贝函数。
函数原型：

在这里插入代码片void*memcpy(void* de,constvoid* sr,size_t num）

（一）、参数：
de：指向用于存储内容的目标数组，类型强制转换为void指针。
sr：指向要复制的数据源，类型强制转换为void指针
n:要被复制的字节数。
为什么要使用void* ，当传参的时候我们不知道传的是什么类型，而void就像一个垃圾桶，可以接受任何的类型，例如整型，浮点型，字符型等。
（二）、返回值：
该函数返回一个指向目标存储区de的指针。
（三）、功能：
从源sr所指的内存地址起始位置开始拷贝n个字节到目标de所指的内存地址的起始位置中。
（四）、所需头文件：
C语言;#include<string.h>
（五）、函数实现：
如图：
运行结果：

（2）、memcpy模拟实现

模拟函数内容解析：
1、把源a2内容6个数拷贝到目标a1数组中，也即24个字节。2、模拟函数中的参数和原型中保持一致，使之更规范。
3、在模拟函数中，先把目标数组起始地址存到一个变量中，便于我们返回，因为函数类型是void，变量类型也是void。
4、在while循环中，我们需要一个字节一个字节去拷贝，要把源地址和目标地址转换为字符型，它是一个字节，之后再解引用进行拷贝，一个字节拷完之后还需拷下一个字节，所以先转为字符型指针再加1,直到num字节数为0停止。
模拟函数运行结果如下：

（3）、memcpy函数说明

1、sr和de所指的内存区域可能重叠，但是如果sr和de所指的内存区域重叠，那么这个函数不能确保sr所在重叠区域在拷贝之前不被覆盖。这个问题我们可以接下来介绍的memmove去解决重叠区域。
2、如果目标de本身已有数据，执行memcpy后，将覆盖原有数据，如要追加数据，则每次执行完后，要将目标数组地址增加到你要追加数据的地址。

二、memmove函数

（1）、memmove内容解析

memmove也是用于拷贝字节，memmove和memcp内容基本一样，但用法有些不同。
（1）、函数实现：
如图：

运行结果：

（2）、memmove模拟实现

模拟函数内容解析：
1、把源a数组从起始地址开始5个数（20个字节）拷贝到目标a数组地址从a+2处也即使第三个元素开始的数组中。
2、模拟函数中的参数类型和原型中保持一致，使之更规范。
3、在模拟函数中，先把目标数组起始地址存到一个变量中，便于我们返回，因为函数类型是void，变量类型也是void。并断言一下指针变量便于找错。
4、在while循环中，存在一些细节：
当在自身数组里拷贝时候：
（1）、当目标地址de小于源地址sr时：我们把sr中的内容从前往后一个字节一个字节去拷贝，如果从前往后，会被覆盖掉产生五个数中最后两个数字的循环。所以先要把源地址和目标地址转换为字符型，它是一个字节，之后再解引用进行拷贝，一个字节拷完之后还需拷下一个字节，所以先转为字符型指针再加1,直到num字节数为0停止。
（2）、当目标地址de大于源地址时：我们要把sr中的内容从后往前拷贝，如果从前往后就如上例，会出现 1，2，1，2，1，2，1，8，9，10，会把3，4，5覆盖掉，所以从后往前拷贝，在while循环中，把de和sr先转换为char*1字节，再加上已经减去1的num再解引用就是五个数中最后一个字节，止到num减为0结束。
模拟函数运行结果如下：

（3）、memmove函数说明

如果目标区域和源区域有重叠的话，memmove能够保证源串在被覆盖之前将重叠区域的字节拷贝到目标区域中，但复制后源内容会被更改，但是当目标区域和源区域没有重叠，则和memcpy函数功能相同

三、memcmp函数

（1）、memcmp函数内容

该函数是比较字节的
函数原型：
int memcmp ( const void * ptr1,const void * ptr2,size_t num );
（一）、参数：
ptr1：指向内存块的指针。
ptr2：指向内存块的指针
num：要被比较的字节数
（二）、功能：
比较内存区域ptr11和ptr2前num个字节
（三）、返回值：
如果返回值<0,则表示ptr1小于ptr2.
如果返回值>0,则表示ptr2小于ptr1
如果返回值=0，则表示ptr1等于ptr2
（四）、头文件：
#include<string.h>
（五）、函数实现：

运行结果：

（2）、memcmp模拟实现

模拟函数内容解析：
1、比较a1数组和a2数组前9个字节的大小。
2、模拟函数参数类型和原型保持一致，使用void* ，当传参的时候我们不知道传的是什么类型，而void就像一个垃圾桶，可以接受任何的类型，例如整型，浮点型，字符型等。
3、因为是一个字节一个字节比较，用for循环，循环num次即可。
4、在for循环嵌套一个if语句来判断是否相等，先把ptr1和ptr2转为一字符类型，即char*类型，再解引用比较大小，如果相等就++，如果不能直接返回两个字节的差值。
5、当num循环完之后，说明比较的字节内容都相等，就返回0。
模拟函数运行结果如下：

（3）、memcmp函数说明

它是按字节比较的，传过去多少字节，就比较多少。对比是以字节为单位，strcmp时以字符为单位。

四、memset函数

（1）、 memset内容解析

它是C语言初始化函数。作用是将某一块内存中的内容全部设置为指定的值。
函数原型：
void* memset（void* s，int ch，int n）
（一）、参数
s：是数组首元素地址
ch：被设的值
n；被设值的字节个数
（二）、返回值：
该函数返回一个指向s的指针。
（三）、功能
将某一块内存中的内容全部设置为指定的值。
（四）、头文件
#include<string.h>
（五）、函数实现：

运行结果：

（2）、memset模拟实现

模拟函数内容解析：
1、把数组前12个字节初始化为0
2、断言一下指针，方便检查在第几行出错
3、用热帖保存s的起始地址
4、用一个for循环，循环num次停止，在里面设置值，把s先强制转换char*进行赋ch，之后指针再加1即可。
模拟函数运行结果如下：

（3）、memset函数说明

memset函数按字节对内存进行初始化，所以它不能用它将int数组初始化为0或-1之外的其他值。

五、模拟库函数实现源代码

（1）、memcpy源代码

#include<stdio.h>//模拟实现memcpy内存函数void*my_memcpy(void* de,void* sr,int num){void* ret = de;while(num--){*(char*)de =*(char*)sr;
        de =(char*)de +1;
        sr =(char*)sr +1;}return ret;}intmain(){int a1[9]={1,2,3};int a2[6]={4,5,6,7,8,9};my_memcpy(a1, a2,24);for(int i=0; i <6; i++){printf("%d", a1[i]);}return0;}

（2）、memmove源代码

在这里插入代码片#include<stdio.h>#include<assert.h>//模拟实现memmovevoid*my_memmove(void* de,void* sr,int num){assert(de&&sr);void* ret = de;if(de < sr){while(num--){*(char*)de =*(char*)sr;
            de =(char*)de +1;
            sr =(char*)sr +1;}}elseif(de>sr){while(num--){*((char*)de + num)=*((char*)sr + num);}}return ret;}intmain(){int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};my_memmove(a+2, a,20);for(int i =0; i <10; i++){printf("%d ", a[i]);}return0;}

（3）、memcmp源代码

在这里插入代码片#include<stdio.h>//模拟实现memcmp函数intmy_memcmp(constvoid* ptr1,constvoid* ptr2,int num){for(int i =0; i < num; i++){if(*((char*)ptr1)==*((char*)ptr2)){
            ptr1 =(char*)ptr1 +1;
            ptr2=(char*)ptr2 +1;}else{return*((char*)ptr1)-*((char*)ptr2);}}return0;}intmain(){int a1[]={1,2,3};int a2[]={1,2,4};int ret =memcmp(a1, a2,9);printf("%d\n", ret);return0;}

（4）、memset源代码

在这里插入代码片#include<stdio.h>//memset模拟实现#include<assert.h>void*my_memset(void* s,int ch,int n){assert(s);void* ret = s;for(int i =0; i < n; i++){*((char*)s)= ch;
            s =(char*)s +1;}return ret;}intmain(){int a[]={1,2,3,4,5,6};my_memset(a,0,12);for(int i =0; i <6; i++){printf("%d ", a[i]);}return0;}