C/C++ memcpy 與 memmove 區別深度解析及手寫實現

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C/C++ memcpy 與 memmove 區別深度解析及手寫實現

`memcpy` 和 `memmove` 都是內存塊拷貝函數，關鍵區別在於**源與目的內存區域重疊時的行為**。本文通過圖解三種重疊情況、標準庫規範、手寫實現代碼，徹底講透二者區別與底層原理。

核心區別一覽

特性	memcpy	memmove
重疊行為	未定義行為（可能數據損壞）	保證正確（如同臨時緩衝區）
性能	極快（常優化為向量指令）	略慢（需檢查重疊/反向拷貝）
適用場景	確知不重疊、性能關鍵路徑	可能重疊、通用安全拷貝
標準頭文件	`` / ``	`` / ``

三種內存重疊情況圖解

假設 `src` 源區域，`dst` 目標區域，長度 `n`。

情況 1：完全不重疊

src: [S S S S S]
dst:           [D D D D D]

→ `memcpy`、`memmove` 均正常，順序拷貝即可。

情況 2：dst 在 src 之前（低地址），重疊

src:       [S S S S S]
dst: [D D D D D]

→ **順序拷貝安全**。從低地址向高地址拷貝，`dst` 寫入的數據不會覆蓋 `src` 未讀取的數據。`memcpy`、`memmove` 均可用順序拷貝。

情況 3：src 在 dst 之前（低地址），重疊 —— 危險區

src: [S S S S S]
dst:       [D D D D D]

→ **順序拷貝會破壞數據**。例如拷貝前 2 字節時，`dst[0]`、`dst[1]` 覆蓋了 `src[2]`、`src[3]`，導致後續讀取到已被修改的數據。
**解決方案**：**逆向拷貝**（從高地址向低地址）。`memmove` 內部檢測此情況並自動逆向拷貝；`memcpy` 不保證，屬 UB。

手寫實現：memcpy（順序拷貝）

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t count) {
    // 斷言檢查空指針（調試用）
    assert(dest != NULL && src != NULL);

    char* d = (char*)dest;
    const char* s = (const char*)src;

    // 字節級順序拷貝
    while (count--) {
        *d++ = *s++;
    }
    return dest; // 返回目的地址，支持鏈式調用
}

手寫實現：memmove（智能選擇方向）

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t count) {
    assert(dest != NULL && src != NULL);

    char* d = (char*)dest;
    const char* s = (const char*)src;

    if (s < d) {
        // 情況3：src 在 dst 前，重疊風險 → 逆向拷貝
        d += count - 1;
        s += count - 1;
        while (count--) {
            *d-- = *s--;
        }
    } else {
        // 情況1、2：不重疊或 dst 在 src 前 → 順序拷貝
        while (count--) {
            *d++ = *s++;
        }
    }
    return dest;
}