C语言内存函数详解：memcpy、memmove、memset、memcmp 面试复习指南

📖 目录

• 📚 1. 引言
• 📦 2. memcpy 函数：内存拷贝的基础
  • 2.1 函数原型
  • 2.2 功能说明
  • 2.3 使用示例
  • 2.4 模拟实现
• 🔄 3. memmove 函数：处理重叠内存的拷贝
  • 3.1 函数原型
  • 3.2 功能说明
  • 3.3 使用示例
  • 3.4 模拟实现
• 🧹 4. memset 函数：内存设置
  • 4.1 函数原型
  • 4.2 功能说明
  • 4.3 使用示例
• ⚖️ 5. memcmp 函数：内存比较
  • 5.1 函数原型
  • 5.2 功能说明
  • 5.3 使用示例
• 📝 6. 总结
• 🎯 7. 经典面试题

📚 1. 引言

大家好，欢迎来到C语言内存函数的专题讲解。在C语言编程中，内存操作是极其重要的一环，尤其是在嵌入式开发、系统编程和面试中，memcpy、memmove、memset和memcmp这四个内存函数几乎是必考知识点。

本文将带你从函数原型、使用示例、模拟实现到面试常见问题，全方位掌握这些内存函数。文章内容基于经典教材和实际开发经验，代码完整可运行，非常适合面试前的系统复习。

📦 2. memcpy 函数：内存拷贝的基础

2.1 函数原型

void*memcpy(void*destination,constvoid*source,size_tnum);

2.2 功能说明

• memcpy从source位置开始，向后复制num个字节的数据到destination指向的内存位置。
• 这个函数在遇到'\0'的时候并不会停下来，它只关心num指定的字节数。
• ⚠️重要限制：如果source和destination有任何的重叠，复制的结果都是未定义的。对于重叠的内存，应该交给memmove来处理。

2.3 使用示例

#include<stdio.h>#include<string.h>intmain(){intarr1[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};intarr2[10]={0};// 将 arr1 的前 20 个字节（5个int）复制到 arr2memcpy(arr2,arr1,20);inti=0;for(i=0;i<10;i++){printf("%d ",arr2[i]);}// 输出结果：1 2 3 4 5 0 0 0 0 0return0;}

2.4 模拟实现

void*memcpy(void*dst,constvoid*src,size_tcount){void*ret=dst;assert(dst);assert(src);/* * copy from lower addresses to higher addresses */while(count--){*(char*)dst=*(char*)src;dst=(char*)dst+1;src=(char*)src+1;}return(ret);}

💡实现要点：

• 使用char *指针逐字节拷贝，因为char类型占1个字节，可以精确控制拷贝的字节数。
• 先保存dst的原始地址作为返回值，方便链式调用。
• 使用assert进行空指针检查，增强代码健壮性。

🔄 3. memmove 函数：处理重叠内存的拷贝

3.1 函数原型

void*memmove(void*destination,constvoid*source,size_tnum);

3.2 功能说明

• 和memcpy的差别就是memmove函数处理的源内存块和目标内存块是可以重叠的。
• 如果源空间和目标空间出现重叠，就得使用memmove函数处理。

3.3 使用示例

#include<stdio.h>#include<string.h>intmain(){intarr1[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};// 将 arr1 的前 20 个字节复制到 arr1+2 的位置（重叠场景）memmove(arr1+2,arr1,20);inti=0;for(i=0;i<10;i++){printf("%d ",arr1[i]);}// 输出结果：1 2 1 2 3 4 5 8 9 10return0;}

输出结果：

1 2 1 2 3 4 5 8 9 10

3.4 模拟实现

void*memmove(void*dst,constvoid*src,size_tcount){void*ret=dst;if(dst<=src||(char*)dst>=((char*)src+count)){/* * Non-Overlapping Buffers * copy from lower addresses to higher addresses */while(count--){*(char*)dst=*(char*)src;dst=(char*)dst+1;src=(char*)src+1;}}else{/* * Overlapping Buffers * copy from higher addresses to lower addresses */dst=(char*)dst+count-1;src=(char*)src+count-1;while(count--){*(char*)dst=*(char*)src;dst=(char*)dst-1;src=(char*)src-1;}}return(ret);}

💡实现要点：

• 核心思想是判断内存是否重叠，以及从哪个方向开始拷贝。
• 当dst <= src或dst >= src + count时，说明没有重叠或目标地址在源地址之前，可以从低地址向高地址拷贝。
• 当存在重叠且目标地址在源地址之后时，必须从高地址向低地址拷贝，避免覆盖未拷贝的数据。

🧹 4. memset 函数：内存设置

4.1 函数原型

void*memset(void*ptr,intvalue,size_tnum);

4.2 功能说明

memset是用来设置内存的，将内存中的值以字节为单位设置成想要的内容。

4.3 使用示例

#include<stdio.h>#include<string.h>intmain(){charstr[]="hello world";memset(str,'x',6);printf(str);// 输出结果：xxxxxxworldreturn0;}

输出结果：

xxxxxxworld

💡注意事项：

• memset以字节为单位操作，对于非字符数组（如int数组），设置的值会被解释为字节值。
• 例如memset(arr, 1, 20)会将每个字节设为0x01，而不是将每个int设为1。
• 常用于初始化数组为0：memset(arr, 0, sizeof(arr))。

⚖️ 5. memcmp 函数：内存比较

5.1 函数原型

intmemcmp(constvoid*ptr1,constvoid*ptr2,size_tnum);

5.2 功能说明

• 比较从ptr1和ptr2指针指向的位置开始，向后的num个字节。
• 返回值：
  • 返回值< 0：ptr1小于ptr2
  • 返回值= 0：ptr1等于ptr2
  • 返回值> 0：ptr1大于ptr2

5.3 使用示例

#include<stdio.h>#include<string.h>intmain(){charbuffer1[]="DWgaOtP12df0";charbuffer2[]="DWGAOTP12DF0";intn;n=memcmp(buffer1,buffer2,sizeof(buffer1));if(n>0)printf("'%s' is greater than '%s'.\n",buffer1,buffer2);elseif(n<0)printf("'%s' is less than '%s'.\n",buffer1,buffer2);elseprintf("'%s' is the same as '%s'.\n",buffer1,buffer2);return0;}

💡与strcmp的区别：

• strcmp遇到'\0'就停止比较，而memcmp比较指定的num个字节。
• memcmp可以比较任意内存块（包括包含'\0'的数据），而strcmp只能比较字符串。

📝 6. 总结

核心记忆口诀：

• memcpy：不重叠，直接拷
• memmove：重叠了，分方向
• memset：设内存，按字节
• memcmp：比内存，定字节

🎯 7. 经典面试题

面试题 1：memcpy和memmove有什么区别？什么时候用memmove？

解答：

• memcpy不保证能正确处理源和目标内存重叠的情况，如果内存重叠，结果是未定义的。
• memmove可以安全处理重叠内存。
• 当源内存块和目标内存块有重叠时，必须使用memmove；否则两者都可以使用，但memcpy通常效率略高。

面试题 2：memcpy和strcpy有什么区别？

解答：

• strcpy只能用于字符串拷贝，遇到'\0'停止；memcpy可以拷贝任意类型的内存数据。
• strcpy不指定拷贝长度；memcpy需要指定拷贝的字节数。
• memcpy可以拷贝包含'\0'的数据块，而strcpy遇到'\0'就停止。

面试题 3：memset(arr, 1, sizeof(arr))能把 int 数组的每个元素设为 1 吗？

解答：

• 不能。memset以字节为单位设置内存，int占4个字节，每个字节都会被设为0x01，所以每个int的值实际上是0x01010101（十六进制），即16843009。
• 正确做法是使用循环或memset(arr, 0, sizeof(arr))来清零数组。

面试题 4：请手写一个memmove的实现，并说明为什么需要分方向拷贝？

解答：

• 参考上文第3.4节的模拟实现。
• 分方向拷贝的原因：当源地址和目标地址重叠，且目标地址在源地址之后时，如果从低地址向高地址拷贝，会先覆盖源数据中尚未拷贝的部分，导致数据错误。从高地址向低地址拷贝可以避免这个问题。

面试题 5：memcmp和strcmp的返回值规则一样吗？比较结果有什么不同？

解答：

• 返回值规则相同：都返回>0、=0、<0。
• 不同点：strcmp遇到'\0'停止比较，而memcmp比较完指定的num个字节才停止。因此对于包含'\0'的二进制数据，只能用memcmp进行比较。

🚀面试小贴士：面试官通常会让手写memcpy或memmove的模拟实现，重点考察对内存重叠的处理、指针操作和边界条件的把握。建议在面试前多练习几遍手写代码，做到烂熟于心。