【C语言】从零实现 memcpy：原理、陷阱与实战

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本文面向 C 语言初学者与面试复习人群，通过两个完整示例带你深入理解 memcpy 的工作机制，并亲手实现一个“简化版”的 my_memcpy。阅读时间约 5 分钟。

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1. 什么是 memcpy？

memcpy 是 C 标准库 提供的高频内存拷贝函数，原型如下：

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);

• dest：目标内存首地址
• src：源内存首地址
• n：要拷贝的字节数

特点

• 以 字节 为单位逐位复制，不关注数据类型。
• 不处理 内存重叠 场景（那是 memmove 的活）。
• 返回 dest，方便链式调用。

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2. 标准库版本示例

先看一段最简单、最安全的用法：

#include 
#include 

int main(void)
{
    int arr1[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int arr2[5] = {0};

    /* 拷贝 5 个 int 所占字节数 */
    memcpy(arr2, arr1, sizeof(arr1[0]) * 5);

    for (int i = 0; i < 5; ++i)
        printf("%d ", arr2[i]);   /* 1 2 3 4 5 */

    return 0;
}

运行结果：

1 2 3 4 5

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3. 自己写一个 my_memcpy

3.1 思路拆解

1. 逐字节拷贝：
   任何类型的指针都可以强转为 char*，因为 char 大小始终为 1 字节。
2. 空指针检查：
   使用 assert 在调试阶段拦截空指针。
3. 返回原始 dest：
   遵循标准接口规范，方便链式调用。

3.2 完整实现

#include 
#include 

void *my_memcpy(void *dest, const void *src, size_t num)
{
    assert(dest && src);            /* 防御性编程 */
    unsigned char *d = dest;
    const unsigned char *s = src;

    while (num--)
        *d++ = *s++;

    return dest;
}

说明

• 使用 unsigned char* 而非 char*，避免符号扩展问题。
• 不处理重叠内存，保持与 memcpy 语义一致。

3.3 测试代码

int main(void)
{
    int arr1[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int arr2[5] = {0};

    my_memcpy(arr2, arr1, sizeof(arr1));

    for (int i = 0; i < 5; ++i)
        printf("%d ", arr2[i]);   /* 1 2 3 4 5 */

    return 0;
}

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4. 常见坑 & 面试追问

问题	解答
为何以字节为单位？	memcpy 不假设数据类型，按字节复制最通用。
能否拷贝结构体？	可以，但注意结构体对齐和潜在未定义填充字节。
重叠内存会怎样？	行为未定义，需改用 memmove。
效率如何？	商用库通常使用 SIMD 指令优化，手写版本仅教学用。

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5. 小结

• 会用：记住 memcpy(dest, src, 字节数) 三要素。
• 会写：逐字节循环 + 空指针检查。
• 会避坑：重叠内存选 memmove，结构体注意对齐。

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