C/C++ 4大内存操作函数全面对比

一、函数基本介绍

1. memcpy()

函数原型：void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);

功能：按字节复制内存内容，将源地址(src)的前n个字节复制到目标地址(dest)。

特点：

• 高效率，直接按字节块复制
• 要求源和目标内存区域不重叠
• 复制的是二进制数据，不关心内容含义
• 返回目标地址dest的指针值

2. memmove()

函数原型：void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n);

功能：同样复制n个字节，但能安全处理内存重叠情况。

特点：

• 能处理源地址和目标地址内存重叠的情况
• 实现上会根据地址关系决定复制方向（从前向后或从后向前）
• 通常会比memcpy()稍慢，因为增加了额外判断
• 返回目标地址dest的指针值

3. memset()

函数原型：void *memset(void *ptr, int value, size_t n);

功能：将指定内存区域的每个字节设置为给定值。

特点：

• 不是复制操作，而是填充操作
• 第二个参数虽为int类型，但只使用其低字节(8位)
• 常用于初始化内存区域或快速清零
• 返回被设置的内存区域指针ptr

4. strcpy()

函数原型：char *strcpy(char *dest, const char *src);

功能：复制以null(’\0’)结尾的字符串。

特点：

• 只能用于字符串复制，不适合一般二进制数据
• 会复制源字符串的结束符’\0’
• 复制长度由源字符串决定，而非显式指定
• 不检查目标缓冲区大小，容易导致缓冲区溢出
• 不能处理内存重叠情况
• 返回目标地址dest的指针值

二、功能对比

函数	处理数据类型	需要指定长度	处理内存重叠	适用于二进制数据
memcpy()	任意二进制数据	是	否	是
memmove()	任意二进制数据	是	是	是
memset()	单字节填充	是	不适用	是
strcpy()	仅字符串	否	否	否

三、性能对比

1. memcpy() - 通常是最快的复制函数，因为它假设内存不重叠，可以直接进行块复制。

2. memmove() - 稍慢于memcpy()，因为需要额外检查内存重叠并可能需要使用临时缓冲区或调整复制方向。

3. memset() - 在填充操作中通常非常高效，特别是对于大内存块的初始化。

4. strcpy() - 性能受字符串长度影响，需要逐字符检查字符串结束标志。

四、使用场景

memcpy()

• 需要高性能的内存块复制
• 确定源和目标内存不重叠
• 复制大块二进制数据

int values[100];
int backup[100];
memcpy(backup, values, 100 * sizeof(int)); // 备份整数数组

memmove()

• 内存区域可能重叠（如数组内元素移动）
• 安全性比性能更重要
• 需要在同一数组内移动数据

char str[20] = "Hello World";
memmove(str+6, str, 5); // 结果："Hello Hello"，源和目标重叠

memset()

• 初始化内存区域
• 清空数组或结构体
• 设置内存为特定值

int array[100];
memset(array, 0, sizeof(array)); // 将数组所有元素清零

strcpy()

• 纯文本字符串操作
• 明确知道目标有足够空间
• 不需要精确控制复制长度

char dest[20];
strcpy(dest, "Hello"); // 复制字符串到目标

五、安全性考虑

1. memcpy()/memmove() - 都需要程序员确保目标缓冲区足够大，否则会造成缓冲区溢出。

2. memcpy() - 在内存重叠时行为未定义，可能导致数据损坏。

3. strcpy() - 最不安全，没有长度检查机制，容易引起缓冲区溢出漏洞。

4. memset() - 相对安全，但仍需确保不超出预分配的内存范围。

六、总结

• 最灵活的：memmove() - 可处理各种内存复制情况
• 最高效的：memcpy() - 在确保内存不重叠时的首选
• 最特殊的：memset() - 唯一用于填充而非复制的函数
• 最受限的：strcpy() - 仅适用于字符串，且存在安全隐患

在实际编程中，C++标准库和现代C语言提供了更安全的替代版本，如strncpy()、memcpy_s()等，这些函数增加了额外的长度参数检查，可以防止缓冲区溢出问题。对于现代C++开发，std::copy或字符串类通常是更好的选择。