strcpy,memcpy,memmove和内存重叠分析

时间:2023-03-08 16:08:41
strcpy,memcpy,memmove和内存重叠分析

一:strcpy函数用法和实现:

  /* 

 GNU-C中的实现(节选): 

 */

 char* strcpy(char *d, const char *s) 

 { 

   char *r=d; 

   while((*d++=*s++)); 

   return r; 

 } 

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:

	char *strcpy(char *strDest, const char *strSrc)
{
assert((strDest!=NULL) && (strSrc !=NULL));
char *address = strDest;
while( (*strDest++ = * strSrc++) != '\0') return address ;
}

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:

 void * __cdecl memcpy (void * dst,const void * src, size_t count )
{
void * ret = dst;
#if defined (_M_MRX000) || defined (_M_ALPHA) || defined (_M_PPC)
{
extern void RtlMoveMemory( void *, const void *, size_t count );
RtlMoveMemory( dst, src, count );
}
#else /* defined (_M_MRX000) || defined (_M_ALPHA) || defined (_M_PPC) */
/* * copy from lower addresses to higher addresses */
while (count--) {
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
#endif /* defined (_M_MRX000) || defined (_M_ALPHA) || defined (_M_PPC) */
return(ret);
}

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)

int a[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
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:

 void *memmove(void *dest, const void *source, size_t count)
{
assert((NULL != dest) && (NULL != source));
char *tmp_source, *tmp_dest;
tmp_source = (char *)source;
tmp_dest = (char *)dest;
if((dest + count<source) || (source + count) <dest))
{// 如果没有重叠区域
while(count--)
*tmp_dest++ = *tmp_source++;
}
else
{ //如果有重叠(反向拷贝)
tmp_source += count - 1;
tmp_dest += count - 1;
while(count--)
*--tmp_dest = *--tmp;
}
return dest;
}

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:

 else
{
//重叠1:(反向拷贝)
if(tmp_source<=tmp_dest&&tmp_source+count>=tmp_dest)
{
tmp_source += count - 1;
tmp_dest += count - 1;
while(count--)
*tmp_dest-- = *tmp_source--;
}
//重叠2:(正向拷贝)
else
{
while (count--)
{
*tmp_dest++=*tmp_source++;
}
}
}

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:

 void *memmove(void *dest, const void *source, size_t count)
{
assert((NULL != dest) && (NULL != source));
char *tmp_source, *tmp_dest;
tmp_source = (char *)source;
tmp_dest = (char *)dest; if(tmp_source<=tmp_dest&&tmp_source+count>=tmp_dest)
{
tmp_source += count - 1;
tmp_dest += count - 1;
while(count--)
*tmp_dest-- = *tmp_source--;
}
else
{
while (count--)
{
*tmp_dest++=*tmp_source++;
}
} return tmp_dest;
}

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?