专栏：C语言

这次我会根据标准C库函数参考，对 memcpy、memmove、memset、memcmp 四个内存操作函数进行标准定义、参数说明、举例以及各自函数的模拟实现。

前言

在C语言编程中，字符串函数仅能处理以 \0 结尾的字符数据，适用场景有限。而内存操作函数直接以字节为单位对任意类型数据进行拷贝、移动、赋值与比较，不依赖数据类型、不受结束符限制，是编写通用、高效、底层代码的核心工具。本篇将学习memcpy、memmove、memset、memcmp四大内存函数，从用法、原理到手写模拟实现全覆盖，帮助大家真正掌握内存层面的数据操作逻辑，提升代码的健壮性与编程能力。

一.memcpy -----> 内存块拷贝

1.1函数原型（包含功能，参数，返回值）

函数原型：

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

功能：

1. 从 source 指向的内存，向后复制 num 个字节 destination 指向的内存
2. 不关心数据类型，只做二进制级别的逐字节拷贝
3. 如果两块内存存在重叠时，复制结果为未定义行为
4. 头文件：<string.h>

参数：

1. destination：目标内存起始地址
2. source：源内存起始地址
3. num：要复制的字节数

返回值：

返回目标内存 destination 的起始地址。

1.2举例

#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;
}

🧐分析：先定义两个整型数组，arr1 为源数据，arr2 为目标空间；然后调用 memcpy拷贝20字节（相当于5个int）；最后循环打印 arr2 内容。

运行结果：

1.3memcpy的模拟实现

#include <assert.h>

void * my_memcpy(void * dst, const void * src, size_t count)
{
	void * ret = dst;
	assert(dst != NULL);
	assert(src != NULL);
	while (count--)
	{
		*(char *)dst = *(char *)src;
		dst = (char *)dst + 1;
		src = (char *)src + 1;
	}
	
	return ret;
}

🧐分析：用 assert 断言保证指针非空；再强转为 char* 实现逐字节拷贝，保证通用性；接着循环 count 次，完成指定字节数拷贝；最后返回复制后目标空间地址。

二.memmove -----> 内存块拷贝（⬅️可处理重叠）

2.1函数原型（包含功能，参数，返回值）

函数原型：

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

功能：

1. 功能与 memcpy 一致，但可以安全处理内存重叠。
2. 无论源、目标内存是否重叠，都能正确复制。
3. 头文件：<string.h>

参数：

1. destination：目标内存起始地址
2. source：源内存起始地址
3. num：要复制的字节数

返回值：

返回目标内存 destination 的起始地址。

2.2举例

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

int main()
{
	int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	memmove(arr1 + 2, arr1, 20);
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr1[i]);
	}
	
	return 0;
}

🧐分析：先在同一个数组内进行拷贝，存在内存重叠；再使用 memmove 保证数据不被破坏；最后打印数组，观察重叠拷贝结果。

运行结果：

2.3memmove的模拟实现

#include <assert.h>

void * my_memmove(void * dst, const void * src, size_t count)
{
	void * ret = dst;//保存目标地址
	assert(dst != NULL);
	assert(src != NULL);

	//情况1：不重叠，从前往后拷贝
	if (dst <= src || (char *)dst >= (char *)src + count)
	{
		while (count--)
		{
			*(char *)dst = *(char *)src;
			dst = (char *)dst + 1;
			src = (char *)src + 1;
		}
	}
	//情况2：重叠，从后往前拷贝
	else
	{
		//跳到最后一个字节开始拷贝
		dst = (char *)dst + count - 1;
		src = (char *)src + count - 1;
		while (count--)
		{
			*(char *)dst = *(char *)src;
			dst = (char *)dst - 1;
			src = (char *)src - 1;
		}
	}
	
	return ret;
}

🧐分析：首先判断地址关系，选择拷贝方向；当发现重叠时从后往前拷贝，避免覆盖源数据；因为是逐字节操作，兼容所有类型。

三.memset -----> 内存块按字节设置

3.1函数原型（包含功能，参数，返回值）

函数原型：

void * memset ( void * ptr, int value, size_t num );

功能：

1. 将 ptr 指向的内存，按字节设置 为 value。
2. 共设置 num 个字节。
3. 头文件：<string.h>

参数：

1. ptr：要设置的内存起始地址
2. value：要设置的值（只取低 8 位，按字节设置）
3. num：要设置的字节数

返回值：

返回 ptr 指向的内存起始地址

3.2举例

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

int main()
{
	char str[] = "hello world";
	memset(str, 'x', 6);
	printf("%s\n", str);
	
	return 0;
}

🧐分析：先对字符串前 6 字节批量赋值为 ‘x’；然后按字节修改，速度快，适合初始化。

运行结果：

四.memcmp -----> 内存块逐字节比较

4.1函数原型（包含功能，参数，返回值）

函数原型：

int memcmp ( const void * ptr1, const void * ptr2, size_t num );

功能：

1. 比较 ptr1 和 ptr2 指向的内存块，逐字节比较前 num 个字节
2. 不关心数据类型，只比较二进制值。
3. 头文件：<string.h>

参数：

1. ptr1：待比较内存块 1
2. ptr2：待比较内存块 2
3. num：要比较的字节数

返回值：

1. 当 >0 时：ptr1 > ptr2
2. 当 =0 时：ptr1 == ptr2
3. 当 <0 时：ptr1 < ptr2

4.2举例

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

int main()
{
	char buffer1[] = "DWgaOtP12df0";
	char buffer2[] = "DWGAOTP12DF0";
	int n = memcmp(buffer1, buffer2, sizeof(buffer1));
	if (n > 0)
		printf("'%s' 大于 '%s'\n", buffer1, buffer2);
	else if (n < 0)
		printf("'%s' 小于 '%s'\n", buffer1, buffer2);
	else
		printf("'%s' 与 '%s' 相同\n", buffer1, buffer2);

	return 0;
}

🧐分析：先逐字节比较两块内存区域；然后根据返回值判断大小关系。

运行结果：

🎯总结

1. memcpy：通用内存拷贝，以字节为单位复制数据，不支持内存重叠，但效率较高。
2. memmove：pro版本内存拷贝，支持内存重叠，工程中更安全。
3. memset：以字节为单位初始化内存，常用于内存置 0、置字符。
4. memcmp：以字节为单位比较两块内存，不受 \0 结束符限制，可比较任意数据。
5. 四个函数均依赖头文件<string.h>，以 void* 为参数，支持任意数据类型操作

⚠️易错点

1. memcpy 处理重叠内存，导致数据被覆盖、结果异常。
2. memset 按字节赋值，误用给int数组设为 1，结果并非每个元素为 1。
3. 拷贝 / 比较时，字节数 num 计算错误，造成内存越界。
4. 模拟实现时，未将 void* 强转为 char*，无法正确逐字节操作。
5. 忘记使用 assert(断言) 校验指针合法性，传入空指针导致程序崩溃。
6. 混淆 memcmp 与 strcmp ：memcmp 不遇到 \0 停止，会严格比较 num个字节。
7. 遗漏头文件<string.h>，导致函数未定义报错。

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