详解memcpy头文件

一、memcpy头文件的基本介绍

memcpy是C语言头文件中提供的一种函数，用于实现内存拷贝操作。具体来说，这个函数可以将指定长度内存区域的数据复制到另一个内存区域，从而实现内存数据的快速复制。

该函数的常用定义如下：

void* memcpy ( void* destination, const void* source, size_t num );

该函数接收3个参数：

• destination：目标内存地址，即要将数据复制到哪里。
• source：源内存地址，即要从哪里复制数据。
• num：要复制的字节数。

二、memcpy头文件的应用场景

作为一种内存拷贝函数，memcpy头文件广泛应用于各种开发场景中，以下是几个常见的应用场景。

1.结构体复制

在C语言中，我们经常会使用结构体来保存并操作一些相关的数据，那么如果需要将某个结构体的值复制到另一个结构体中，就可以使用memcpy函数：

struct person {
    char name[20];
    int age;
    float height;
};

struct person p1 = {"Tom", 18, 1.8};
struct person p2;

memcpy(&p2, &p1, sizeof(struct person));

上述代码将p1中的所有成员变量值复制到了p2中。

2.大数据块拷贝

在一些需要对大量数据进行处理的场景中，内存拷贝操作是非常常见的。例如，将一个文件中的数据全部读入内存进行处理时，就需要用到memcpy函数：

char buffer[1024];
while (/* 读取文件数据 */) {
    memcpy(data + offset, buffer, sizeof(buffer));
    offset += sizeof(buffer);
}

上述代码将读取的数据块从buffer中拷贝到一个指定的内存位置（data+offset）处。

3.按字节复制数据

有时候，需要将数据以字节为单位进行复制。这时候，memcpy函数也可以帮忙：

char src[] = "12345";
char dest[12];
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    memcpy(dest + 2 * i, src + i, 1);
}

上述代码将src中的数据按字节拷贝到了dest数组中。

三、memcpy头文件拷贝的影响

不过，值得注意的是，在使用memcpy函数进行内存拷贝的时候，也可能会出现一些问题和影响。

1.内存重叠

内存重叠是指源内存地址和目标内存地址有交叉的部分。

例如，我们将下方图中的红框内存区域（src）拷贝到紫框的内存区域（dest）：

0        1        2        3        4        5        6        7        8        9
+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+
|    a   |    b   |    c   |    d   |    e   |    f   |    g   |    h   |    i   |   \0   |
+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+--------+

                   +----------------------------+
                   |           src              |
                   +----------------------------+

                                                                      +---------------------------+
                                                                      |           dest            |
                                                                      +---------------------------+

可以看到，此时内存地址1到3的区域既属于源内存（src），又属于目标内存（dest）。这就是内存重叠。

在这种情况下，如果我们依然使用memcpy函数，就可能会出现错误的数据拷贝结果。

所以，在内存重叠的情况下，使用memmove函数代替memcpy函数更为安全，因为memmove函数会考虑到内存重叠的情况，进行相应的处理。

2.数据类型不匹配

另外，由于memcpy函数的参数均是void指针类型，因此在数据类型不匹配的情况下，可能会导致数据转换错误或者内存访问越界的问题。

例如，将float类型的数据拷贝到char数组中：

float f = 3.14;
char buf[sizeof(float)];
memcpy(buf, &f, sizeof(float));

在这种情况下，由于float类型和char类型的内存空间大小不同，因此可能会导致数据转换错误或者内存访问越界。

为了避免这种情况的发生，需要注意在使用memcpy函数时，要确保拷贝源和目标内存地址的类型和大小匹配，或者进行必要的类型转换和大小调整。

四、memcpy头文件的示例代码

1.结构体复制

struct person {
    char name[20];
    int age;
    float height;
};

struct person p1 = {"Tom", 18, 1.8};
struct person p2;

memcpy(&p2, &p1, sizeof(struct person));

2.大数据块拷贝

char buffer[1024];
while (/* 读取文件数据 */) {
    memcpy(data + offset, buffer, sizeof(buffer));
    offset += sizeof(buffer);
}

3.按字节复制数据

char src[] = "12345";
char dest[12];
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    memcpy(dest + 2 * i, src + i, 1);
}

4.内存重叠问题的解决方案

char buffer[10] = "helloworld";
memcpy(buffer + 2, buffer, 5);    // 内存重叠，会出现错误的结果

使用memmove函数可以避免这种情况的发生。

char buffer[10] = "helloworld";
memmove(buffer + 2, buffer, 5);    // 使用memmove函数

5.数据类型不匹配问题的解决方案

float f = 3.14;
char buf[sizeof(float)];
memcpy(buf, &f, sizeof(float));    // 数据类型不匹配，可能会导致数据转换错误或者内存访问越界

为了避免这种情况的发生，需要进行类型转换并根据目标内存大小进行调整：

float f = 3.14;
char buf[sizeof(float)];
*(float*)buf = f;                  // 进行类型转换并根据目标内存大小调整