37-string.h库中的memcpy()和memmove()

16.13　 string.h 库中的 memcpy() 和 memmove()

不能把一个数组赋给另一个数组，所以要通过循环把数组中的每个元素赋给另一个数组相应的元素。有一个例外的情况是：使用 strcpy() 和 strncpy() 函数来处理字符数组。 memcpy() 和 memmove() 函数提供类似的方法处理任意类型的数组。下面是这两个函数的原型：

void *memcpy(void * restrict s1, const void * restrict s2, size_t n);
void *memmove(void *s1, const void *s2, size_t n);

这两个函数都从 s2 指向的位置拷贝 n 字节到 s1 指向的位置，而且都返回 s1 的值。所不同的是， memcpy() 的参数带关键字 restrict ，即 memcpy() 假设两个内存区域之间没有重叠；而 memmove() 不作这样的假设，所以拷贝过程类似于先把所有字节拷贝到一个临时缓冲区，然后再拷贝到最终目的地。如果使用 memcpy() 时，两区域出现重叠会怎样？其行为是未定义的，这意味着该函数可能正常工作，也可能失败。编译器不会在本不该使用 memcpy() 时禁止你使用，作为程序员，在使用该函数时有责任确保两个区域不重叠。

由于这两个函数设计用于处理任何数据类型，所有它们的参数都是两个指向 void 的指针。C允许把任何类型的指针赋给 void 类型的指针。如此宽容导致函数无法知道待拷贝数据的类型。因此，这两个函数使用第3个参数指明待拷贝的字节数。注意，对数组而言，字节数一般与元素个数不同。如果要拷贝数组中10个 double 类型的元素，要使用 10 sizeof(double) ，而不是 10 。

程序清单16.20中的程序使用了这两个函数。该程序假设 double 类型是 int 类型的两倍大小。另外，该程序还使用了 C11 的 _Static_assert 特性测试断言。

程序清单16.20　 mems.c 程序

// mems.c -- 使用 memcpy() 和 memmove()
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 10
void show_array(const int ar [], int n);
// 如果编译器不支持C11的_Static_assert，可以注释掉下面这行
_Static_assert(sizeof(double) == 2 * sizeof(int), "double not twice int size");
int main()
{
　　 int values[SIZE] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
　　 int target[SIZE];
　　 double curious[SIZE / 2] = { 2.0, 2.0e5, 2.0e10, 2.0e20, 5.0e30 };
　　 puts("memcpy() used:");
　　 puts("values (original data): ");
　　 show_array(values, SIZE);
　　 memcpy(target, values, SIZE * sizeof(int));
　　 puts("target (copy of values):");
　　 show_array(target, SIZE);
　　 puts("\nUsing memmove() with overlapping ranges:");
　　 memmove(values + 2, values, 5 * sizeof(int));
　　 puts("values -- elements 0-4 copied to 2-6:");
　　 show_array(values, SIZE);
　　 puts("\nUsing memcpy() to copy double to int:");
　　 memcpy(target, curious, (SIZE / 2) * sizeof(double));
　　 puts("target -- 5 doubles into 10 int positions:");
　　 show_array(target, SIZE / 2);
　　 show_array(target + 5, SIZE / 2);
　　 return 0;
}
void show_array(const int ar [], int n)
{
　　 int i;
　　 for (i = 0; i < n; i++)
　　　　　printf("%d ", ar[i]);
　　 putchar('\n');
}

下面是该程序的输出：

memcpy() used:
values (original data):
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
target (copy of values):
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Using memmove() with overlapping ranges:
values -- elements 0-4 copied to 2-6:
1 2 1 2 3 4 5 8 9 10
Using memcpy() to copy double to int:
target -- 5 doubles into 10 int positions:
0 1073741824 0 1091070464 536870912
1108516959 2025163840 1143320349 -2012696540 1179618799

程序中最后一次调用 memcpy() 从 double 类型数组中把数据拷贝到 int 类型数组中，这演示了 memcpy() 函数不知道也不关心数据的类型，它只负责从一个位置把一些字节拷贝到另一个位置（例如，从结构中拷贝数据到字符数组中）。而且，拷贝过程中也不会进行数据转换。如果用循环对数组中的每个元素赋值， double 类型的值会在赋值过程被转换为 int 类型的值。这种情况下，按原样拷贝字节，然后程序把这些位组合解释成 int 类型。