C語言 memset/memcpy 陷阱：size_t 無符號特性與緩衝區邊界錯誤

memset、memcpy 等內存操作函數是 C 程序員的「家常便飯」，但其參數類型 size_t（無符號）與指針算術的微妙交互，極易導致驚人的邊界錯誤。本文深度剖析三大經典陷阱。

陷阱一：sizeof 不是函數，易誤用於指針

int a[100];
int *b = a;
sizeof(a)  // 400 (數組大小)
sizeof(b)  // 4/8 (指針大小)，非數組大小！

結論：sizeof 是編譯期運算符，僅對類型或數組表達式返回對象大小；對指針變量返回指針本身大小。函數參數中的數組退化為指針，sizeof 失效。

陷阱二：memset 第三參數單位是字節，非元素個數

int a[100];
memset(a, 0, 100); // 錯誤！僅清零前 100 字節（25 個 int）
memset(a, 0, sizeof(a)); // 正確：400 字節
memset(a, 0, 100 * sizeof(int)); // 正確

原因：void *memset(void *s, int c, size_t n) 的 n 是字節數。傳入元素個數會導致部分內存未初始化。

陷阱三：memcpy 實現需處理重疊、空指針、負長度

面試必考：手寫 memcpy。

void *my_memcpy(void *dest, const void *src, size_t n) {
    if (!dest || !src) return NULL; // 空指針防護
    // 負長度：size_t 無符號，傳入 -1 會變巨大正數，調用者責任保證 n 合法
    // 重疊：標準 memcpy 不保證重疊正確，需用 memmove
    unsigned char *d = (unsigned char*)dest;
    const unsigned char *s = (const unsigned char*)src;
    while (n--) *d++ = *s++;
    return dest;
}

關鍵點：

• size_t 無符號，n-- 循環條件 while (n--) 正確處理 0。
• 逐字節拷貝最安全，無對齊假設。
• 重疊內存必須用 memmove（反向拷貝或臨時緩衝區）。

進階陷阱：結構體填充導致 memset 初始化失效

struct S { char c; int i; }; // 可能佈局：c + 3字節填充 + i
struct S s;
memset(&s, 0, sizeof(s)); // 看似正確，但...
// 若結構體含浮點數，全 0 位模式不一定是 0.0（雖 IEEE 754 是）
// 若含指針，全 0 不一定是 NULL（極少數架構）
// 更安全：s = (struct S){0}; // C99 指定初始化器

總結檢查清單

1. memset/memcpy/memmove 第三參數**永遠用 sizeof(對象) 或 元素數 * sizeof(類型)**，別寫死數字。
2. 函數參數接收數組時，**不能用 sizeof 獲取數組長度**，需額外傳長度參數。
3. 重疊內存**必須用 memmove**。
4. 結構體初始化優先用複合字面量 (Type){0} 或指定初始化器，避免填充字節/浮點數/指針表示陷阱。
5. 啟用編譯器警告 -Wsizeof-pointer-memaccess (GCC/Clang) 自動檢測 sizeof(指針) 誤用。