掌握字符与字符串：C语言中的神奇函数解析(三）
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1. 简介
除了字符函数和字符串函数，<string.h>中还有一类内存操作函数，如memset()，memcmp()等函数，他们在功能和某些字符串函数很像，但作用范围更广，除了作用于字符串外，还可以作用于int ，double等内置类型，但因为是以字节为单位改变，所以限制也很大。下面就让我们来看看吧
2. memset()函数
2.1 用法
声明：void *memset(void *str, int c, size_t n)
- str -- 指向要填充的内存块。
- c -- 要被设置的值。该值以 int 形式传递，但是函数在填充内存块时是使用该值的无符号字符形式。
- n -- 要被设置为该值的字符数。
作用：复制字符 c（一个无符号字符）到参数 str 所指向的字符串的前 n 个字符。
返回值：该值返回一个指向存储区 str 的指针。
- memset()函数常用于初始化
2.2 实例
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str[] = "hello world";
memset(str, 'x', 6);//以字节为单位
printf(str);
return 0;
}
输出结果：xxxxxxworld
int main()
{
int arr[4] = { 1,2,3,4 };
memset(arr, 1, sizeof(arr));
int i = 0;
for (i = 0; i < 4; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
输出结果：16843009 16843009 16843009 16843009
- 虽然memset可以作用于int，float等类型，但是memset设置是以字节为单位，容易造成不符合我们预期的情况。
我们也可以通过查看内存来验证一下：
2.3 实现memset()
思路：memset()函数和strcpy()函数有点像，都是替换，但是内在实现也有区别，因为memset()函数还可以用于不同数据类型，所以要先强制类型为(char*)，再以字节为单位替换。
代码实现：
#include <string.h>
#include<assert.h>
void* my_memset(void*str, int c, size_t n)
{
assert(str);//防止str为空指针
char* tmp= (char*)str;//以字节为单位改变
while (n--)
{
*tmp = c;
tmp++;
}
return str;
}
int main()
{
char str[] = "hello world";
my_memset(str, 'x', 6);//以字节为单位
printf(str);
return 0;
}
3. memcmp()函数
3.1 用法
- 声明：int memcmp(const void *str1, const void *str2, size_t n)
- str1 -- 指向内存块的指针。
- str2 -- 指向内存块的指针。
- n -- 要被比较的字节数。
作用：把存储区 str1 和存储区 str2 的前 n 个字节进行比较。
返回值：
- 如果返回值 < 0，则表示 str1 小于 str2。
- 如果返回值 > 0，则表示 str1 大于 str2。
- 如果返回值 = 0，则表示 str1 等于 str2。
3.2 实例
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str1[] = "Hello, World!";
char str2[] = "Hello, World!";
char str3[] = "Hello, Betty!";
// 比较相同的字符串
if (memcmp(str1, str2, strlen(str1)) == 0)
{
printf("str1 和 str2 相同。\n");
}
// 比较不同的字符串
if (memcmp(str1, str3, strlen(str1)) != 0)
{
printf("str1 和 str3 不同。\n");
}
return 0;
}
输出：
str1 和 str2 相同。
str1 和 str3 不同。
3.3 实现memcmp()
思路：总体思路与strncmp差不多，只是也需要先强制类型转换
#include<stdio.h>
#include<assert.h>
int my_memcmp(const void* str1, const void* str2, size_t n)
{
assert(str1 && str2);//
char* p1 = (char*)str1;
char* p2 = (char*)str2;
while (n--&&(*p1==*p2))
{
if (*p1 == '\0')
{
return 0;
}
p1++;
p2++;
}
return *p1 - *p2;
}
- memcmp()函数也是以字节比较，所以限制也很大
3.4 strcmp，strncmp，memcmp之间的区别
- memcmp是比较两个存储空间的前n个字节，即使字符串已经结束，仍然要比较剩余的空间，直到比较完n个字节。
- strcmp比较的是两个字符串，任一字符串结束，则比较结束。
- strncmp在strcmp的基础上增加比较个数，其结束条件包括任一字符串结束和比较完n个字节。
- strcmp比较的字符串，而memcmp比较的是内存块，strcmp需要时刻检查是否遇到了字符串结束的 \0 字符，而memcmp则完全不用担心这个问题，所以memcmp的效率要高于strcmp
4. memcpy()函数
4.1 用法
- 声明：void *memcpy(void *str1, const void *str2, size_t n)
- str1 -- 指向用于存储复制内容的目标数组，类型强制转换为 void* 指针。
- str2 -- 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。
作用：从存储区 str2 复制 n 个字节到存储区 str1。
返回值：该函数返回一个指向目标存储区 str1 的指针。
4.2 实例
int main()
{
int arr1[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int arr2[10] = { 0 };
memcpy(arr2, arr1, 20);//前五个元素
int i = 0;
for (i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr2[i]);
}
return 0;
}
输出结果：1 2 3 4 5 0 0 0 0 0
4.3 实现memcpy()
思路：自然也是和strcpy()差不多啦
void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t n)
{
assert(dest && src);//防止空指针
void* ret = dest;
while (n--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
return ret;
}
- 因为memcpy()函数实现机制，所以不能自己对自己进行拷贝。
4.4 strcpy，strncpy，memcpy之间的区别
- memcpy是从源存储空间拷贝到目标存储空间；而strcpy，strncpy是从源字符串拷贝到目标字符串。
- memcpy拷贝时是按照参数n作为结束标志的，即拷贝n个字节就结束；strncpy是以参数n或者‘\0’为结束标志；strcpy是判断‘\0’为结束标志。
5. memmove()函数
5.1 用法
我们上面说过memcpy()无法对自己进行拷贝，那有没有能对自己拷贝的函数呢，当然有啦，就是我们的memmove()函数。
- 声明：void *memmove(void *str1, const void *str2, size_t n)
- str1 -- 指向用于存储复制内容的目标数组，类型强制转换为 void* 指针。
- str2 -- 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。
作用：从 str2 复制 n 个字符到 str1，但是在重叠内存块这方面，memmove() 是比 memcpy() 更安全的方法。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，复制后源区域的内容会被更改。如果目标区域与源区域没有重叠，则和 memcpy() 函数功能相同。
返回值：该函数返回一个指向目标存储区 str1 的指针。
5.2 实例
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
char str[] = "Hello, World!";
printf("Original string: %s\n", str);
// 将字符串前6个字符移动到字符串的末尾
memmove(str, str + 7, 6);
printf("Modified string: %s\n", str);
return 0;
}
输出结果：
Original string: Hello, World!
Modified string: World! World!
5.3 实现memmove()
分析如下：
情况1：
//假设需要拷贝以下场景
int arr1[9] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
my_memmove(arr1, arr1 + 2, 12);
-
假设我们从3的位置开始拷贝，3-1,4-2,5-3，拷贝成功。
-
假设我们从5的位置开始拷贝，5-3,4-2,5-1，拷贝失败。
情况2：
//假设我们要拷贝的情况如下
int arr1[9] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
my_memmove(arr1+4, arr1 + 2, 12);
-
假设我们从3的位置开始拷贝，3-5,4-6,3-7，拷贝失败。
-
如果我们从5的位置开始拷贝，:5-7,4-6,3-5，拷贝成功。
情况3：
int arr1[9] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
my_memmove(arr1+1, arr1 + 5, 12);
my_memmove(arr1 + 5, arr1 + 1, 12);
- 假设从6开始拷贝，6-2,7-3,8-4，拷贝成功。
- 假设从8开始拷贝，8-4,7-3,6-2，拷贝成功。
-
假设从2开始拷贝，2-6,3-7,4-9，拷贝成功。
-
假设从4开始拷贝，4-8,3-7,2-6，拷贝成功。
总结：如果dest字符串在src的字符左边，则从首元素拷贝。如果dest字符串在src右边，则从末尾元素开始拷贝。
代码实现:
void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t n)
{
assert(dest && src);//防止空指针
void* ret = dest;
if (dest <= src)//dest在src左侧
{
while (n--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest + 1;
src = (char*)src + 1;
}
}
else//dest在src的右侧
{
dest = (char*)dest + n - 1;//指向末尾
src = (char*)src + n - 1;//指向末尾
while (n--)
{
*(char*)dest = *(char*)src;
dest = (char*)dest - 1;
src = (char*)src - 1;
}
}
return ret;
}
🎈🎈完结撒花🎈🎈
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