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面試中memcopy函數實作中的陷阱!

先看下标準memcopy。其函數原型為

void memcopy(void *dst, const void *src, size_t n);
// if copying takes place between objects that overlap, the behavior is undefined.
           
面試中memcopy函數實作中的陷阱!

通過閱讀上圖中的“Description”會發現我們需要注意的一個點是:注意考慮src 和dest 的記憶體存在overlap的情況!

overlap分為4中情況:

面試中memcopy函數實作中的陷阱!

其中情況1,2,4對應下述代碼的else部分,情況3對應于if部分!

另外,标準庫提供了位址重疊時的記憶體拷貝函數:memmove(),那麼為什麼還要考慮重寫memcpy()函數呢?因為memmove()函數的實作效率問題,該函數把源字元串拷貝到臨時buf中,然後從臨時buf裡再拷貝到目的位址,增加了一次不必要的開銷。具體的可以使用指令: man memmove函數看詳細解釋!如下:

#include<assert.h>
#include<cstddef>
#include<iostream>
void *memcpy(void* dst,const void *src,size_t num)
{
    assert((dst!=NULL)&&(src!=NULL));
    size_t word_num = num/sizeof(long);
    size_t slice = num%sizeof(long);
    if((src<dst)&&((char*)src+num > (char*)dst))//對應于情況3
    {
        if(word_num>0)                              //要拷貝的空間大于等于一個long的情況!
        {
            long *psrc = (long*)((char*)src+num-sizeof(long));
            long *pdst = (long*)((char*)dst+num-sizeof(long));
            while(word_num--)
                *pdst-- = *psrc--;
            while(slice--)
                *((char*)pdst--) = *((char*)psrc--);
        }
        else                                        //要拷貝的空間小于一個long的情況!
        {
            char *psrc = (char*)src+num-1;
            char *pdst = (char*)dst+num-1;
            while(slice--)
                *((char*)pdst--) = *((char*)psrc--);
        }
    }
    else                                        //對應于情況1,2,4
    {
        long *pdst = (long*)dst;
        long *psrc = (long*)src;
        while(word_num--)
            *pdst++ = *psrc++;
        while(slice--)
            *((char*)pdst++) = *((char*)psrc++);
    }
    return dst;
}

int main()
{
    char src[101]="1234567890";
    char dst[101];
    memcpy(dst,src,10);
    for(int i=0;i<101;i++)
    {
        std::cout<<src[i]<<" ";
    }
}
           

另外考慮效率的問題: 我們需要考慮是将void*轉換為何種類型的指針! 因為如果是char*型的指針那麼每次隻拷貝一個位元組,但是如果是long型的,每次就會拷貝8個位元組!

這就是需要考慮的兩個點,重新将其列出來:

1.注意考慮src 和dest 的記憶體存在overlap的情況!

2.考慮效率的問題:我們需要考慮是将void*轉換為何種類型的指針!

基于這兩點的代碼實作如下:

待添加的内容:

1.單元測試,使用boost的單元測試進行操作!

2.添加性能測試,來驗證一次copy一個char和一次copy一個long在性能上的差別!以及差距有幾倍?

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