C/C++的mem函数和strcpy函数的区别和应用

mem系列函数是面试的时候常考的知识点，我们需要熟练掌握这三个函数的原理和代码实现，要能准确无误的写出代码。

memcpy、memset和memset三个函数在使用过程中，均需包含以下头文件：

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

memcpy

memcpy函数是C/C++中的内存拷贝函数，它的功能是从源src所指的内存地址的起始位置开始，拷贝n个字节到目标dst所指的内存地址的起始位置中。

研究函数功能最好的办法就是研究其源代码，这里在网上找了一份，如下：

void * __cdecl memcpy ( void * dst,const void * src,size_t count)
{
    void * ret = dst;
    while (count--)
    {
        // 注意， memcpy函数没有处理dst和src区域是否重叠的问题
        *(char *)dst = *(char *)src;
        dst = (char *)dst + 1;
        src = (char *)src + 1;
    }
    return(ret);
}

源代码比较简单，定义一个计数，然后从头到尾一次将src指向的值拷贝给dst，库函数中的memcpy不能处理dst和src中存在重叠部分这种情况。

那么处理重叠部分的话，我们可以采用从后往前依次拷贝的方法，下面给出我修改过的函数代码：

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;
    //检查参数
    if(pDst==NULL || pSrc== NULL || count <=0){
        return NULL;
    }
    //判断有是否存在重叠部分
    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一般用于对内存初始化，在这里需要注意的是，memset函数是对内存的每个字节(按字节)设置成c的值。其函数原型如下：

void memset(void *s, int c, size_t n)
{
    const unsigned char uc = c;//将int转换成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，这里有一个坑，memset一般用于将内存清零，你要是想将这段内存初始化为1而写下下面的代码：

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

这里并不会如你所愿，num的每一个数都被初始化为16843009，原因就是上述提到的会截去c的高24位。

使用memset初始化比用for循环初始化要快很多，所以在初始化基本类型数据，结构体等的时候尽量选择memset，memset可以方便的清空一个结构类型的变量或数组。

memmove

它与memcpy的功能相似，都是将src所指的n个字节复制到dst所指的内存地址的起始位置，不同的是它处理了src和dst有重叠的情况。但是当目标区域与源区域没有重叠则和memcpy函数功能相同。（与上述修改过得memcpy基本一致）

所以基本原则就是，如果你能确保两段内存没有重叠的部分，就使用memcpy来进行拷贝；如果你不能确定，为了保证复制的正确性，必须用memmove。

其实现代码如下：

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语言的标准库函数，使用strcpy需要包含以下头文件：

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

其函数功能是把从src地址开始且含有NULL结束符的字符串复制到dst开始的地址空间，返回指向dst的指针。其函数代码如下：

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
}

图中标出来的都是考点，下面一一说明：

• 1、需要判断参数的正确性，这里也可以抛出一个异常
• 2、如果指向了同一块内存，不用复制直接返回即可
• 3、这里需要保存原始的dst指针，用作返回值
• 4、这里有一个技巧，如果写成以下两种，面试的时候会大大扣分！

//第一种
while(*dst++ = *src++)  //直接越界访问，没有检查指针的有效性
//第二种
while(*src!='\0'){*dst++ = *src++;}//考虑了src的边界问题，没有在dst的后面加'\0'，会导致dst的长度未知引起错误

• 5、函数返回dst的原始值是为了能够支持链式表达式，增加了函数的附加性。

上述第5点可以用如下测试代码来说明：

int length = strlen(strcpy(strA,strB));//如果不支持链式表达式，这里会报错。

那么有时候也会问为什么不返回src的原始值，错误原因有以下三点：

• 源字符串本来就已知，返回没有什么意义
• 不能支持形如char * strA = strcpy(new char[10],strB) 这样的表达式
• 为了保护源字符串，使用const限定了src所指的内容，把const char作为char的返回值，类型不符，编译器会报错。

strcpy和memcpy的不同点

这个也是常见的考点，主要分为以下三点不同：

• 复制内容不同：strcpy只能复制字符串，而memcpy可以复制任何内容，例如字符数组，整型，结构体等
• 复制的方法不同：strcpy不需要指定长度，它遇到字符串结束符’\0’才结束，所以容易溢出。memcpy则需要传入第三个参数来指定长度
• 用途不同：通常在复制字符串的时候用strcpy，而需要复制其他数据类型的时候则一般用memcpy。