【造轮子】实现 memset、bzero 函数

1. memset 函数

1.1 函数简介

memset 函数为 C 库函数之一,用于直接对内存赋值,常用于内存的初始化。

  • 原型:void* memset (void* dst, int val, size_t n);
  • 所属头文件:<string.h>
  • 功能:从 dst 所指的内存空间的前 n 个字节以字节为单位赋值为 val
  • 返回:目标内存的首地址。

1.2 函数说明

  • 形参 n 可能大于 dst 指向的有效内存的大小,即很容易造成非法访问内存。当形参指针指向数组时,可以使用 sizeof 求出数组的大小作为传参。
  • 由于 memset 函数是按字节进行赋值的,如果赋值后的内存按非字节类型进行解析,除非实参 val 为 0 或 -1,否则解析得到的数值将面目全非。
  • 在原函数中第二个形参为 int 类型,但写内存时却以字节为单位。所以当要设置的值 val 大于 255 即超出一个字节所能存储的内容时,赋值会发生数据截断。
  • 由于对内存清零(val 为 0)或置位(val 为 -1)为最高频的调用方式,因此可以在函数重现时进行特殊化处理:对形参 val 进行检查,如果 val 为 0 或 -1,应尽量以位宽为单位进行赋值操作,提高赋值效率。

1.3 函数实现

void* memset(void* dst, int val, size_t n)
{  
	if (val == 0 || val == -1)
    {
		// 计算位宽数与剩余字节数
        int word_num = n / sizeof(size_t);
        int byte_slice = n % sizeof(size_t);
        
        // 以位宽为单位写内存
        char* pbdst = (char*)dst;
        while (byte_slice-- > 0)
        {
            *pbdst++ = val;
        }
        
        // 以位宽为单位写内存
        size_t* pwdst = (size_t*)pbdst;
        while (word_num-- > 0)
        {
            *pwdst++ = val;
        }
	}
	else
	{
		// 以位宽为单位写内存
		char* pbdst = (char*)dst;
		while (n--)
		{
			*pbdst++ = val;
		}
    }
    
	return dst;
}

2. bzero 函数

2.1 函数简介

bzero 函数为 C 库函数之一,用于把内存清零。

  • 原型:void bzero (void* dst, size_t n);
  • 所属头文件:<strings.h>
  • 功能:将 dst 指向的内存空间的前 n 个字节清零。

2.2 函数说明

  • bzero(buf, n) 等价于 memset(buf, 0, n);
  • 对内存清零时应尽量以位宽为单位进行清零操作,提高清零效率。

2.3 函数实现

void bzero (void* dst, size_t n)
{
	// 计算位宽数与剩余字节数
    int word_num = n / sizeof(size_t);
    int byte_slice = n % sizeof(size_t);
    
    // 以字节为单位清零
    char* pbdst = (char*)dst;
    while (byte_slice-- > 0)
    {
        *pbdst++ = val;
    }
    
    // 以位宽为单位清零
    size_t* pwdst = (size_t*)pbdst;
    while (word_num-- > 0)
    {
        *pwdst++ = val;
    }
}

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