memcpy 與 memmove 差異深度解析：記憶體重疊處理機制

memcpy 與 memmove 皆用於記憶體區塊複製，關鍵差異在於**記憶體區塊重疊時的行為**。本文透過原始碼分析，釐清兩者適用場景與效能考量。

函數原型

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

核心差異：重疊處理

memcpy：不處理重疊，行為未定義

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n) {
    char *d = (char*)dest;
    const char *s = (const char*)src;
    while (n--) *d++ = *s++;  // 單向正向複製
    return dest;
}

若 src 區塊位於 dest 區塊之前且重疊，正向複製會覆寫尚未讀取的來源資料，導致資料損毀。

memmove：安全處理重疊，雙向複製策略

void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n) {
    char *d = (char*)dest;
    const char *s = (const char*)src;

    if (d <= s || d >= s + n) {
        // 情況 1：無重疊 或 dest 在 src 之前（不重疊區域）
        // 正向複製安全
        while (n--) *d++ = *s++;
    } else {
        // 情況 2：dest 在 src 之後且重疊
        // 必須反向複製，避免覆寫來源
        d += n - 1;
        s += n - 1;
        while (n--) *d-- = *s--;
    }
    return dest;
}

記憶體重疊判斷條件

兩區塊 不重疊 條件：

dest <= src  ||  dest >= src + n

反之則重疊，必須使用 memmove。

效能比較

實務選擇指南

1. 確定不重疊：使用 memcpy（效能最佳，編譯器積極優化）。
2. 不確定或可能重疊：使用 memmove（安全正確）。
3. 結構體複製：優先使用賦值運算子 dst = src 或 std::copy（型別安全、編譯器優化）。
4. C++ 容器操作：使用 std::copy、std::move、vector::assign 等演算法，避免裸指標操作。

標準庫實作備註

• 現代 libc（glibc、musl、MSVC CRT）的 memcpy 以高度優化的組合語言實作（AVX2、NEON、SSE2），大塊複製效能極高。
• memmove 通常在判斷重疊後，同樣呼叫優化的複製核心。
• C++17 std::memcpy、std::memmove 位於 <cstring>。

測試驗證程式碼

#include <cstring>
#include <iostream>

int main() {
    char buf[20] = "ABCDEFGHIJ";
    std::cout << "原始: " << buf << '\n';

    // 重疊複製：將前 5 字元複製到位置 3 起始
    // 預期結果: "ABCABCDEFG" (memmove) vs 損毀 (memcpy)
    std::memmove(buf + 3, buf, 5);
    std::cout << "memmove: " << buf << '\n';

    std::strcpy(buf, "ABCDEFGHIJ");
    std::memcpy(buf + 3, buf, 5);  // 未定義行為
    std::cout << "memcpy:  " << buf << " (結果不可預期)" << '\n';
}