memcpy和memmove函数的介绍和模拟实现

注：这里给小伙伴们一些建议，看API文档的时候，一定要看全英，在本篇文章，我会带领大家看memcpy和memmove的全英解析，并翻译给大家。

目录

1. memcpy函数

1.1 函数的声明

1.2 函数的功能 

1.3 函数的使用

1.4 函数的模拟实现（重点）

1.4.1 模拟分析

1.4.1 模拟实现

2. memmove函数

2.1 函数的声明

2.2 函数的功能

2.3 函数的使用

2.4 函数的模拟实现（重点）

2.4.1 模拟分析

2.4.2 模拟实现

 

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1. memcpy函数

1.1 函数的声明

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

• destination

destination指向的是接收数据的目标，其类型转化为void*类型。

• source

source指向提供数据复制的源头， 其类型转化为void*类型。

• num

按字节为单位进行复制，size_t类型是无符号的整型类型

将destination指向的地址返回 

1.2 函数的功能 

•  第一段

按字节为单位，从source位置开始将多少个字节数的数据复制给destination的内存块中。

• 第二段

source和destination指针指向的底层数据类型和函数无关，结果是以二进制进行数据复制。

• 第三段

函数不会检查是否有null或者'\0'在source中，它总是会准确复制num个字节数的数据。

• 第四段

为了避免溢出，destination和source各自指向的数组大小至少是移动num个字节的大小，且不能出现destination和source指向的位置重叠（如果想要重叠，memmove是一个更安全的方法）。

1.3 函数的使用

/* memcpy example */
#include 
#include 
struct {
 char name[40];
 int age;
} person, person_copy;
int main ()
{
 char myname[] = "Pierre de Fermat";
 /* using memcpy to copy string: */
 memcpy ( person.name, myname, strlen(myname)+1 );
 person.age = 46;
 /* using memcpy to copy structure: */
 memcpy ( &person_copy, &person, sizeof(person) );
 printf ("person_copy: %s, %d \n", person_copy.name, person_copy.age );
 return 0;
}

1.4 函数的模拟实现（重点）

1.4.1 模拟分析

（1）首先，我们不知道要被复制的数据是什么类型，所以参数只能是void*来接收数据，既然不知道是什么数据类型，所以我们也不清楚指针要怎么跳跃去复制，所以只能一个一个字节去复制，这就必须在函数体内把destination和source指向强转成char*（这里就会有同学问了，为什么能直接用char*接收呢？答：因为char*只能接受char*的指针，而void*类型虽然不能直接访问，但是可以接收任何类型的指针）。且观察mencpy，发现需要一个目标指针destination、源头指针source和字节个数size_t  num。

（2）source指针指向的内容是不需要改变的，所以我们可以加上const修饰，把里面的数据保护起来(const void* source)。

（3）为了实现链式访问，我们要将传进来的目标起始地址（destination）返回。由于这个函数在执行的时候会改变destination存储的内容，所以我们要重新创建一个void*类型的指针来代替destination指针移动。

（4）为了避免传进来的地址是空指针，我们需要用assert来断言传进来的地址不是空指针。

1.4.1 模拟实现

//自我实现memcpy的功能
void* my_memcpy(void* destination, const void* source, size_t num) {
	//先判断destination和source是不是为空
	assert(destination && source);
	void* tmp = destination;
	while (num--) {
		//记住强转数据类型并不会永久改变变量的数据类型
		*(char*)tmp = *(char*)source;
		((char*)tmp)++;
		((char*)source)++;
	}
	return destination;
}
 
int main() {
	int a[4] = { 0 };
	int b[4] = { 1,2,3,4 };
	int num = sizeof(b);
	my_memcpy(a, b, num);
	for (int i = 0;i < 4;i++) {
		printf("%d ", a[i]);
	}
	return 0;
}

2. memmove函数

2.1 函数的声明

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

• destination

destination指向的是接收数据的目标，其类型转化为void*类型。

• source

source指向提供数据复制的源头， 其类型转化为void*类型。

• num

按字节为单位进行复制，size_t类型是无符号的整型类型。

 将destination指向的地址返回 。

2.2 函数的功能

• 第一段

按字节为单位，从source位置开始将多少个字节数的数据复制给destination的内存块中。复制就像使用了中间缓冲区一样，允许重叠复制。

• 第二段

source和destination指针指向的底层数据类型和函数无关，结果是以二进制进行数据复制。

• 第三段

函数不会检查是否有null或者'\0'在source中，它总是会准确复制num个字节数的数据。

• 第四段

为了避免溢出，destination和source各自指向的数组大小至少是移动num个字节的大小。

2.3 函数的使用

/* memmove example */
#include 
#include 
int main()
{
	char str[] = "memmove can be very useful......";
	memmove(str + 20, str + 15, 11);
	puts(str);
	return 0;
}

2.4 函数的模拟实现（重点）

2.4.1 模拟分析

• memcpy和memmove的比较

为什么需要memmove？就得了解memcpy和memmove的区别！

这个还要从上面的memcpy函数说起。因为memcpy函数不能将一个数组的中的数据拷贝到自身（也就是目标数据是自己，源数据也是自己，只不过是一个数组里面不同的位置的数据拷贝到另外一个位置上），如果像这样拷贝就会出现重叠拷贝，会导致结果不是我们预期的结果。

//使用我们自己的模拟的memcpy函数
int main()
{
	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
	my_memcpy(arr + 2, arr, 24);//预期出现结果为1 2 1 2 3 4 5 6 9 10
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);//实际出现结果
	}
	return 0;
}

• 细节分析

2.4.2 模拟实现

//自我实现memmove的功能
void* my_memmove(void* destination, const void* source, size_t num) {
	//先判断destination和source是不是为空
	assert(destination && source);
	void* tmp = destination;
	//从前往后走
	if (destination < source) {
		while (num--) {
			*(char*)tmp = *(char*)source;
			((char*)tmp)++;
			((char*)source)++;
		}
	}
	//从后往前走
	else {
		while (num--) {
			*((char*)tmp + num) = *((char*)source + num);
		}
	}
	return destination;
}
 
int main() {
	int b[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memmove(b, b + 3, 16);//b+3：是从4开始，预期结果：4,5,6,7,5,6,7,8,9,10
	for (int i = 0;i < 10;i++) {
		printf("%d ", b[i]);
	}
	printf("\n");
	int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	my_memmove(a+2, a, 24);//a+3：是从4开始，预期结果：1,2,3,1,2,3,4,8,9,10
	for (int i = 0;i < 10;i++) {
		printf("%d ", a[i]);
	}
}