memcpy 正确的实现方法答案

【问题标题】：memcpy correct implementation approachmemcpy 正确的实现方法
【发布时间】：2013-11-12 15:50:58
【问题描述】：

我为 memcpy 找到了以下实现（面试问题，其中迭代计数 ~ size/4）：

void memcpy(void* dest, void* src, int size)
{
    uint8_t *pdest = (uint8_t*) dest;
    uint8_t *psrc = (uint8_t*) src;

    int loops = (size / sizeof(uint32_t));
    for(int index = 0; index < loops; ++index)
    {
        *((uint32_t*)pdest) = *((uint32_t*)psrc);
        pdest += sizeof(uint32_t);
        psrc += sizeof(uint32_t);
    }

    loops = (size % sizeof(uint32_t));
    for (int index = 0; index < loops; ++index)
    {
        *pdest = *psrc;
        ++pdest;
        ++psrc;
    }
}

我不确定我是否理解它.....：

1) 为什么要定义uint8_t *pdest,uint8_t *psrc，然后再转换为uint32_t -

*((uint32_t*)pdest) = *((uint32_t*)psrc);

我认为从一开始pdest 和psrc 应该被定义为 uint32_t...我错过了什么？ 2）在我看来，这个实现存在问题：如果src = 0x100 和dst = 0x104 src（最初）看起来像这样：

-------------------------
|  6  |  8  |  7  |  1  |
-------------------------    
0x100  0x104 0x108 0x1C0

执行后会这样

-------------------------
|  6  |  6  |  6  |  6  |.....
-------------------------
0x100  0x104 0x108 0x1C0

尽管看起来下面的内存布局应该是结果

-------------------------
|  6  |  6  |  8  |  7  |....
-------------------------
0x100  0x104 0x108 0x1C0

【问题讨论】：

标签： c algorithm buffer memcpy

【解决方案1】：

这个memcpy() 遇到了另一个问题：如果一个或两个缓冲区不在正确的边界上会发生什么？这可能会显着影响性能，或者在某些架构上，甚至会使代码无法运行。另一个常见问题（但不是这里）是处理长度不是本机 (uint32) 类型宽度的倍数的缓冲区。您的示例使用 uint8 类型（然后根据需要进行转换）的原因是允许复制尾随字节而不进行转换。如果您转换大部分传输或仅转换尾随字节，这没有区别。考虑到缓冲区对齐，您会期望在建立对齐之前复制初始未对齐数据。

当源和目标重叠时，memcpy() 函数不能保证以定义的方式工作；因此，您标记为第二的问题不是问题。如果在 memmove() 的实现中使用此代码而不是 memcpy()，那么问题将是真实存在的。

【讨论】：

【解决方案2】：

关于指针类型：这里的想法是，为了减少循环和复制开销，您希望使用可能的最大数据“块”（例如 32 位）进行复制。因此，您尝试尽可能多地使用 32 位字进行复制。然后需要将其余部分复制到较小的 8 位“块”中。例如，如果您想复制 13 个字节，您将执行 3 次迭代复制 32 位字 + 1 次迭代复制单个字节。这比进行 13 次单字节复制迭代更可取。您可以转换为 uint32_t*，但您必须转换回 uint8_t* 才能完成剩余部分。

关于第二个问题 - 如果目标地址与源缓冲区重叠，此实现将无法正常工作。假设您也想支持这种 memcpy - 这是一个错误。这是一个流行的面试问题陷阱；）。

【讨论】：

如果你在采访中说这是 memcpy() 的一个错误，你可能会失去一点信用。根据我今天查看的 OS X 和 Linux 手册页，memcpy() 不支持重叠缓冲区，因此该错误将由调用者拥有，而不是由 memcpy() 函数本身拥有。 memmove() 函数允许重叠缓冲区。

【解决方案3】：

第一个循环通过并将内存从 psrc 复制到 pdest，每个循环以 4 字节的块为单位，因此转换为 uint32_t*。第二个循环以 1 个字节的块复制剩余的内存。对于大块内存，这有效地将迭代次数减少了 4 倍。

关于强制转换为 uint8_t* 而不是 uint32_t* 的原因。通过直接转换为 uint32_t*，第一个循环可以正常工作，但是您需要在每个循环中将指针增加 1 而不是 4。你会得到类似下面的东西

for(int index = 0; index < loops; ++index)
{
    *(pdest) = *(psrc); //no need for cast
    pdest++;            //increment by 1 not 4
    psrc++;
}

但是，对于第二个循环，您需要强制转换为 uint8_t*，并将指针增加 1/4。指针算术无法做到这一点，因此无法做到这一点。

另一种思考方式： loops1：原始内存块中4字节块的数量 loops2：剩余字节数

【讨论】：