[C/C++] memcpy 与memmove

[C/C++] memcpy 与memmove

之前曾经有过一次面试，被问到memcpy 与memmove的区别并且手撸一个memmove的实现，当时根本没用过memmove函数，就根据字面意思猜，回答说“memmove用于内存移动，在将源地址数据拷贝到目的地址后，源地址数据会被自动删除……”，后面一查尴尬的一批。。。。
Anyway，现在重新整理下，memcpy 与memmove区别在于数据拷贝时是否能够处理内存重叠的问题，也就是踩地址的问题。对于正常使用new或者malloc来申请新内存空间肯定不会返回一个与已有内存重叠的地址，除非系统内存池损坏了（这也是我最初感觉memmove没意义的原因）。它的应用场景主要有以下：

使用场景

• 数组元素或字符串中的部分移动（与move对应上了有没有~）
• 结构体数组中数据项的移动

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

int main() {
    char str[] = "Hello, World!";
    // 删除字符串中的第 3 个字符（从 'l' 开始）
    memmove(str + 2, str + 3, strlen(str) - 2);
    // 输出修改后的字符串，Helo, World!
    printf("%s\n", str);
    
    int arr[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
    // 假设我们要将数组中从索引 3 开始的 4 个元素向前移动
    memmove(arr, arr + 3, 4 * sizeof(int));
     // 输出数组内容：4 5 6 7 5 6 7 8 9 10
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    
    return 0;
}

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memcpy 与memmove内部实现

同样是简单原理上的实现，glibc源码中会增加有内存对齐处理、奇偶长度分别处理等优化方式

memcpy

如下所示，memcpy逐字节拷贝，如果是安全函数，则会在拷贝之前判断源地址长度是否大于目的地址长度，来保证目的地址内存不会溢出。

void* mymemcpy(void* dest, void* sorc, size_t len)
{
    unsigned char* dest_c = (unsigned char*) dest;
    unsigned char* sorc_c = (unsigned char*) sorc;
    while (len > 0)
    {
        *dest_c = *sorc_c;
        dest_c++;
        sorc_c++;
        len--;
    }
    return dest;
}

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memmove

memmove会增加考虑源地址与目的地址是否重叠的情况，如果两者重叠，存在两种情况：

• 源地址在前，目标地址在后：那么如果按照memcpy那样从前向后逐字节拷贝，就会存在元数据被覆盖，所以需要修改为从后向前拷贝；
• 目标地址在前，源地址在后：按照memcpy那样从前向后逐字节拷贝没有问题。

那么该如何判断源地址与目标地址是否重叠呢？这前提要清楚源地址和目的地址都是一段连续的长度为len的内存空间（不关系目的地址空间是否足够），所以只要两块内存首地址只差大于len，那么就不存在重叠（不用挨个比较源和目的地址各个字节地址是否相同。。。），然后根据差值的正负关系判断源地址与目的地址哪个在前。

void* mymemmove(void* dest, void* sorc, size_t len)
{
    int dis = (int*)dest - (int*)sorc;
    unsigned char* dest_c = (unsigned char*)dest;
    unsigned char* sorc_c = (unsigned char*)sorc;

    if (dis > 0 && dis < len)//目的地址大于源地址，源地址在前，目的地址在后
    {
        for (size_t i = len-1; i >0 ; i--)
        {
            dest_c[i] = sorc_c[i];
        }
        dest_c[0] = sorc_c[0];
    }
    else //不重叠，或者目的地址在前，源地址在后
    {
        for (size_t i = 0; i < len; i++)
        {
            dest_c[i] = sorc_c[i];
        }
    }

    return dest;
}

需要注意的是，在使用memove后可能导致源地址数据被错误修改，所以如果不是目的明确，不建议继续使用源地址指针。