C/C++的mem函數和strcpy函數的區別和應用

mem系列函數是面試的時候常考的知識點，我們需要熟練掌握這三個函數的原理和代碼實現，要能准確無誤的寫出代碼。

memcpy、memset和memset三個函數在使用過程中，均需包含以下頭文件：

//在C中
#include <string.h>
//在C++中
#include <cstring>

memcpy

memcpy函數是C/C++中的內存拷貝函數，它的功能是從源src所指的內存地址的起始位置開始，拷貝n個字節到目標dst所指的內存地址的起始位置中。

研究函數功能最好的辦法就是研究其源代碼，這裡在網上找了一份，如下：

void * __cdecl memcpy ( void * dst,const void * src,size_t count)
{
    void * ret = dst;
    while (count--)
    { 
        // 注意， memcpy函數沒有處理dst和src區域是否重疊的問題
        *(char *)dst = *(char *)src;
        dst = (char *)dst + 1;
        src = (char *)src + 1;
    }
    return(ret);
}

源代碼比較簡單，定義一個計數，然後從頭到尾一次將src指向的值拷貝給dst，庫函數中的memcpy不能處理dst和src中存在重疊部分這種情況。

那麼處理重疊部分的話，我們可以采用從後往前依次拷貝的方法，下面給出我修改過的函數代碼：

void * __cdecl memcpy ( void * dst,const void * src,size_t count)
{
    char *pDst = static_cast<char *> dst;
    const char *pSrc = static_cast<const char *> src;
    //檢查參數
    if(pDst==NULL || pSrc== NULL || count <=0){
        return NULL;
    }
    //判斷有是否存在重疊部分
    if(pDst > pSrc && pDst < pSrc + count){
        for(size_t i=count-1; i>=0; i--)
        {
            pDest[i] = pSrc[i];
        }
    }
    else {
        for(size_t i=0; i<count; i++)
        {
            pDest[i] = pSrc[i];
        }
    }
    return pDst;
}

memset

memset一般用於對內存初始化，在這裡需要注意的是，memset函數是對內存的每個字節(按字節)設置成c的值。其函數原型如下：

void memset(void *s, int c, size_t n)
{
    const unsigned char uc = c;//將int轉換成char，截去c的高24位，留下低8位
    unsigned char *su;
    for (su = s; 0 < n; ++su, --n)
        *su = uc;
    return s;
}

注意，這裡有一個坑，memset一般用於將內存清零，你要是想將這段內存初始化為1而寫下下面的代碼：

int num[10];
memset(num,1,sizeof(int)*10);

這裡並不會如你所願，num的每一個數都被初始化為16843009，原因就是上述提到的會截去c的高24位。

使用memset初始化比用for循環初始化要快很多，所以在初始化基本類型數據，結構體等的時候盡量選擇memset，memset可以方便的清空一個結構類型的變量或數組。

memmove

它與memcpy的功能相似，都是將src所指的n個字節復制到dst所指的內存地址的起始位置，不同的是它處理了src和dst有重疊的情況。但是當目標區域與源區域沒有重疊則和memcpy函數功能相同。（與上述修改過得memcpy基本一致）

所以基本原則就是，如果你能確保兩段內存沒有重疊的部分，就使用memcpy來進行拷貝；如果你不能確定，為了保證復制的正確性，必須用memmove。
其實現代碼如下：

void* memmove(void* dest, void* src, size_t count)
{
    void* ret = dest;
    if (dest <= src || dest >= (src + count))
    {
        //Non-Overlapping Buffers
        //copy from lower addresses to higher addresses
        while (count --)
            *dest++ = *src++;
    }
    else
    {
        //Overlapping Buffers
        //copy from higher addresses to lower addresses
        dest += count - 1;
        src += count - 1;
        while (count--)
            *dest-- = *src--;
    }
    return ret;
}

strcpy

strcpy是C語言的標准庫函數，使用strcpy需要包含以下頭文件：

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

其函數功能是把從src地址開始且含有NULL結束符的字符串復制到dst開始的地址空間，返回指向dst的指針。其函數代碼如下：

char* strcpy(char* dst , char* src){
    if(dst==NULL||src==NULL) return NULL;// --1

    if(dst==src) return dst;    //--2
    char* address = dst;    //--3
    while((*dst++ = *src++)!='\0') //--4
    return address;     //--5
}

圖中標出來的都是考點，下面一一說明：

• 1、需要判斷參數的正確性，這裡也可以拋出一個異常
• 2、如果指向了同一塊內存，不用復制直接返回即可
• 3、這裡需要保存原始的dst指針，用作返回值
• 4、這裡有一個技巧，如果寫成以下兩種，面試的時候會大大扣分！

//第一種
while(*dst++ = *src++)  //直接越界訪問，沒有檢查指針的有效性
//第二種
while(*src!='\0'){*dst++ = *src++;}//考慮了src的邊界問題，沒有在dst的後面加'\0'，會導致dst的長度未知引起錯誤

• 5、函數返回dst的原始值是為了能夠支持鏈式表達式，增加了函數的附加性。

上述第5點可以用如下測試代碼來說明：

int length = strlen(strcpy(strA,strB));//如果不支持鏈式表達式，這裡會報錯。

那麼有時候也會問為什麼不返回src的原始值，錯誤原因有以下三點：

• 源字符串本來就已知，返回沒有什麼意義
• 不能支持形如char * strA = strcpy(new char[10],strB) 這樣的表達式
• 為了保護源字符串，使用const限定了src所指的內容，把const char作為char的返回值，類型不符，編譯器會報錯。

strcpy和memcpy的不同點

這個也是常見的考點，主要分為以下三點不同：

• 復制內容不同：strcpy只能復制字符串，而memcpy可以復制任何內容，例如字符數組，整型，結構體等
• 復制的方法不同：strcpy不需要指定長度，它遇到字符串結束符’\0’才結束，所以容易溢出。memcpy則需要傳入第三個參數來指定長度
• 用途不同：通常在復制字符串的時候用strcpy，而需要復制其他數據類型的時候則一般用memcpy。