strcpy,memcpy,memmove和内存重叠分析

strcpy,memcpy,memmove和内存重叠分析

一：strcpy函数用法和实现：

[cpp] view plaincopyprint?

1.  /*  
2.  
3. GNU-C中的实现（节选）：  
4.  
5. */  
6.   
7. char* strcpy(char *d, const char *s)   
8.   
9. {   
10.   
11.   char *r=d;   
12.   
13.   while((*d++=*s++));   
14.   
15.   return r;   
16.   
17. }   

有没有发现这个实现并不是很好。。至少没有判断是不是为NULL。一个更好的版本：

[cpp] view plaincopyprint?

1. char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc)  
2. {  
3.     assert((strDest!=NULL) && (strSrc !=NULL));  
4.     char *address = strDest;   
5.     while( (*strDest++ = * strSrc++) != '\0')   
6.            
7.     return address ;   
8. }  

好好研究这段代码其实写的挺妙的。。（当然不是我写的）。。

 

二：memcpy函数用法和实现：

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dest所指的内存地址的起始位置中

微软实现:

[cpp] view plaincopyprint?

1.  void * __cdecl memcpy (void * dst,const void * src, size_t count )   
2.  {   
3.      void * ret = dst;   
4. #if defined (_M_MRX000) || defined (_M_ALPHA) || defined (_M_PPC)           
5.      {           
6.          extern void RtlMoveMemory( void *, const void *, size_t count );  
7.          RtlMoveMemory( dst, src, count );  
8.      }   
9. #else  /* defined (_M_MRX000) || defined (_M_ALPHA) || defined (_M_PPC) */           
10.      /*          * copy from lower addresses to higher addresses          */          
11.      while (count--) {   
12.          *(char *)dst = *(char *)src;  
13.          dst = (char *)dst + 1;   
14.          src = (char *)src + 1;  
15.      }   
16. #endif  /* defined (_M_MRX000) || defined (_M_ALPHA) || defined (_M_PPC) */          
17.      return(ret);  
18.  }   

写的是不是也很好。。仿佛天衣无缝啊！。。但是你有没有注意到一个问题：那就是内存重叠。。

什么叫内存重叠呢？就是两块内存区域有一个共同的部分。。是不是很SB的解释。。当存在这个问题的时候，那还和我们预期的那样拷贝吗？注意：理解了这个才是关键。。

例子：（引用网上一个例子）

[cpp] view plaincopyprint?

1. int a[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};  
2.  memcpy(a+4, a, sizeof(int)*6)   

如果照微软实现的话，那么输出应该是0123012301（理解这个再忘下看吧。。）

而我们想要达到的目的是输出：0123012345。。如果你实验一下，确实也是输出0123012345。。（对于这个问题，我也解释不了）。为了避免这样的情况发生，我们找到了一个更好的函数：memmove。。

 

三：memmove函数用法和实现

用法和memcpy函数一样。。

实现：

[cpp] view plaincopyprint?

1. void *memmove(void *dest, const void *source, size_t count)  
2. {  
3.  assert((NULL != dest) && (NULL != source));  
4.  char *tmp_source, *tmp_dest;  
5.  tmp_source = (char *)source;  
6.  tmp_dest = (char *)dest;  
7.  if((dest + count<source) || (source + count) <dest))  
8.  {// 如果没有重叠区域  
9.      while(count--)  
10.          *tmp_dest++ = *tmp_source++;  
11.  }  
12.  else  
13.  { //如果有重叠（反向拷贝）  
14.      tmp_source += count - 1;  
15.      tmp_dest += count - 1;  
16.      while(count--)  
17.          *--tmp_dest = *--tmp;  
18.  }  
19.  return dest;  
20. }  

一开始看到这段代码的时候，觉得好神奇啊。后来发现，其实有个很大的漏洞（先不说那些小问题），那就是内存重叠有两种情况。其实我觉得该作者也想到了，而且给出了解决办法。，估计是粗心大意吧。
：src<dest&&src+count>dest;  dest<src&&dest+count>src。。但是网上那位作者没有写清楚，下面我就重写一下上面的else部分：

[cpp] view plaincopyprint?

1. else  
2.  {   
3.      //重叠1:（反向拷贝）  
4.      if(tmp_source<=tmp_dest&&tmp_source+count>=tmp_dest)  
5.      {  
6.          tmp_source += count - 1;  
7.          tmp_dest += count - 1;  
8.          while(count--)  
9.              *tmp_dest-- = *tmp_source--;  
10.      }  
11.       //重叠2:（正向拷贝）  
12.      else  
13.      {  
14.          while (count--)  
15.          {  
16.              *tmp_dest++=*tmp_source++;  
17.          }  
18.      }  
19.  }  

但写完之后发现傻逼了。。后面的那个else不可以和前面的那个if写在一起么？所以优化后的完整代码：

[cpp] view plaincopyprint?

1. void *memmove(void *dest, const void *source, size_t count)  
2. {  
3.  assert((NULL != dest) && (NULL != source));  
4.  char *tmp_source, *tmp_dest;  
5.  tmp_source = (char *)source;  
6.  tmp_dest = (char *)dest;  
7.   
8.  if(tmp_source<=tmp_dest&&tmp_source+count>=tmp_dest)  
9.  {  
10.      tmp_source += count - 1;  
11.      tmp_dest += count - 1;  
12.      while(count--)  
13.          *tmp_dest-- = *tmp_source--;  
14.  }  
15.  else  
16.  {  
17.      while (count--)  
18.      {  
19.          *tmp_dest++=*tmp_source++;  
20.      }  
21.  }  
22.   
23.  return tmp_dest;  
24. }  

 

此时就加上了内存重叠的判断。如果你理解了上面的那个（输出应该是0123012301），一切都明白了。。还有：别忘了那个问题哟，运行的时候还是输出：0123012345。。和我们的理论值有冲突。。希望大神发现问题能告知，一起学习，交流。。

 

此时才发现，平时写的那些代码，我们能懂他们多少呢？