详解 memset 函数

本文详细介绍了自定义My_Memset函数的实现原理,包括如何在内存块中填充指定值,以及在不同数据类型上的表现。通过具体示例,展示了函数在int和char数组中的应用,并解释了为何不能用它将int数组初始化为除0和-1之外的其他值。

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  • 函数介绍

    函数原型:void* My_Memset(void* ptr, int value, size_t num)。

    函数解释:将 ptr 中当前位置后面的 num 个字节用 value 替换并返回 ptr 。

    函数作用:在一段内存块中填充某个给定的值,它是对较大的结构体或数组进行清零操作的一种最快方法。

    文档中的解释如图:
    在这里插入图片描述

  • 函数的模拟实现

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
void* My_Memset(void* ptr, int value, size_t num)
{
	assert(ptr != NULL);
	char* tmp = (char*)ptr;
	while (num--)
	{
		*tmp = (char)value;
		++tmp;
	}
	return ptr;
}
int main()
{
	int arr[10];
	int i = 0;
	int* ret = (int*)My_Memset(arr, 0, sizeof(arr));
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("%d ", *(ret + i));
	}
	system("pause");
	return 0;
}
  • memset 常见的一些问题

    ①:memset函数按字节对内存块进行初始化,所以不能用它将 int 数组初始化为0
    和-1之外的其他值
    。根据模拟函数可以看出来,memset 是逐字节进行初始化。

    举个例子,如果 void* My_Memset(void* ptr, int value, size_t num) value=1,1 在内存中的存储为 00000000 00000000 00000000 00000001,截断后每个字节为 00000001 。又因为是 int 型数组,所以一次访问四个字节即为:00000001 00000001 00000001 00000001 ,转化为十进制为:1+1* 2^ 8 +1* 2 ^16 + 1*2^24=16843009,而不是1;
    在这里插入图片描述
    如果 value = 0,同理转化为十进制为 0;
    在这里插入图片描述
    如果 n = -1, -1 在内存中的存储为 11111111 11111111 11111111 11111111,截断后每个字节为 11111111 。又因为是 int 型数组,所以一次访问四个字节即为:11111111 11111111 11111111 11111111 ,转化为十进制为还是为 -1。
    在这里插入图片描述

而对字符数组操作时则取后八位赋值给字符数组,其八位值作为ASCII码,因此无论 ch 多大只有后八位二进制有效,而后八位二进制的范围在(0~255)中。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<assert.h>
void* My_Memset(void* ptr, int value, size_t num)
{
	assert(ptr != NULL);
	char* tmp = (char*)ptr;
	while (num--)
	{
		*tmp = (char)value;
		++tmp;
	}
	return ptr;
}
int main()
{
	char arr[10];
	int i = 0;
	char* ret = (char*)My_Memset(arr, 97, sizeof(arr));
	//或者:char* ret = (char*)My_Memset(arr, ‘a’, sizeof(arr));
	//其实也是将字符‘a’ 的 ASCII 传过去
	for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("%c\n", *(ret + i));
	}
	system("pause");
	return 0;
}//输出 a a a a a a a a a a

- 注意: 在使用该函数时候,不要写反了 value 和 num 的位置.

### memset 函数详解 #### 1. 函数定义 `memset` 是 C 标准库中的一个函数,用于将一块内存区域初始化为指定的值。其函数原型如下: ```c void *memset(void *s, int c, size_t n); ``` - `s`:指向要操作的内存块的指针。 - `c`:需要填充到内存中的值(以无符号字符形式填充)。 - `n`:要填充的字节数。 该函数返回指向已设置内存块的指针[^1]。 #### 2. 功能说明 `memset` 的主要功能是对一段连续的内存进行初始化或赋值。它会将从 `s` 开始的 `n` 个字节都设置为 `c` 的值,其中 `c` 会被转换为无符号字符(`unsigned char`)。因此,如果尝试用 `memset` 对整型数组或其他复杂数据类型进行初始化时,需特别注意字节填充的行为[^5]。 #### 3. 使用示例 ##### 示例 1:字符串初始化 以下代码展示了如何使用 `memset` 将字符串初始化为特定字符。 ```c #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { char arr1[] = "abcdefg"; memset(arr1, 'm', 3); // 将前 3 个字节设置为字符 'm' printf("%s\n", arr1); // 输出结果:mmmdefg return 0; } ``` 此代码片段中,`memset` 将数组 `arr1` 的前 3 个字节设置为字符 `'m'`。 ##### 示例 2:整型数组初始化 以下代码展示了如何使用 `memset` 将整型数组的所有元素设置为 0。 ```c #include <stdio.h> #include <string.h> int main() { int arr[10]; memset(arr, 0, sizeof(arr)); // 将整个数组初始化为 0 for (int i = 0; i < 10; i++) { printf("%d ", arr[i]); // 输出结果:0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 } return 0; } ``` 在此示例中,`memset` 成功将整型数组 `arr` 的所有元素初始化为 0。需要注意的是,`memset` 按字节填充,因此对于多字节数据类型(如 `int`),只有当目标值为 0 时才能正确工作[^3]。 ##### 示例 3:结构体初始化 以下代码展示了如何使用 `memset` 对结构体进行初始化。 ```c #include <stdio.h> #include <string.h> typedef struct { int id; char name[20]; float salary; } Employee; int main() { Employee emp; memset(&emp, 0, sizeof(Employee)); // 将结构体的所有成员初始化为 0 或 '\0' printf("ID: %d, Name: %s, Salary: %.2f\n", emp.id, emp.name, emp.salary); return 0; } ``` 在此示例中,`memset` 将结构体 `emp` 的所有成员初始化为 0 或空字符串[^2]。 #### 4. 注意事项 - **字节填充问题**:由于 `memset` 按字节填充,若尝试将非零值赋给多字节数据类型(如 `int` 或 `float`),可能会导致意想不到的结果。例如,将整型变量设置为 1 时,每个字节都被设置为 1,最终得到的值并非预期的十进制数 1。 - **缓冲区溢出**:确保传递给 `memset` 的 `n` 参数不超过目标内存块的实际大小,以避免缓冲区溢出。 - **性能考虑**:`memset` 是一个高效的内存操作函数,但在某些情况下,编译器可能无法优化其行为,因此在性能敏感的应用中需谨慎使用。 #### 5. 常见误区 错误地认为 `memset` 可以直接对多字节数据类型(如 `int`、`float` 等)设置任意值。实际上,只有当目标值为 0 时,`memset` 才能正确处理这些类型的数据[^3]。 ###
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