C语言中的memset()函数

80 阅读 0 评论 53 点赞

我是靠谱客的博主坦率花卷，最近开发中收集的这篇文章主要介绍C语言中的memset()函数，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

memset()函数在C中是在string.h头文件里定义的，在C++中是在cstring头文件里定义的。
其定义是 void *memset(void *s,int c,size_t n);
功能是将内存空间 s 的前 n 个字节的值设为值 c。该函数常被用于对数组进行清零操作。
尽管变量 c 是 int 类型，但是memset是向以字节为单位的内存单元中填充值，计算机中一个内存单元的大小是一个字节，一个内存单元中能够放入的数值范围是0到0xff，所以当 c 的值大于255时，c的高16位被舍弃，只有低8位的值被填入。即填入的值是 c % 256 ，%表示求余数。
在对数组元素使用memset时特别需要注意：memset在填充时是按照字节顺序填充的，而不是按数组元素填充。用memset对字符数组赋初始值很简单，比如
char a[100];
memset(a, '', sizeof(a));
但是用memset对非字符型的数组赋初值时要非常小心。
例1

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
int i, a[10];
for (i=0;i<10;i++)
a[i]=0xFFFFFFFF;
for (i=0;i<10;i++)
printf("a[%d]=0x%xn",i,a[i]);
printf("nAfter memset() function operation:n");
memset(a, 100,sizeof(int));
for (i=0;i<10;i++)
printf("a[%d]=0x%xn",i,a[i]);
system("pause");
return 0;
}

运行这个程序后发现，只有a[0]的值被改为0x64646464，其它数组元素的值还是0xffffffff。因为十进制的100对应于0x64，int类型占4个字节，memset(a, 100,sizeof(int));这条语句将从数组a的地址（也就是第一个元素a[0]的地址 &a[0]）开始，依次把4个内存单元中的值都设置为0x64，所以a[0]的值变成了0x64646464。

例2

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
int i, a[10];
printf("the size of array a[] is %d bytes.n", sizeof(a));
printf("the size of int is %d bytes.n", sizeof(int));
for (i=0;i<10;i++)
a[i]=0xFFFFFFFF;
for (i=0;i<10;i++)
printf("a[%d]=0x%xn",i,a[i]);
printf("nAfter memset() function operation:n");
memset(a,'0',sizeof(a));
for (i=0;i<10;i++)
printf("a[%d]=0x%xn",i,a[i]);
system("pause");
return 0;
}

运行这个程序后发现数组a中的每一个元素（从a[0]到a[9]），其值都被改为0x30303030。注意'0'对应的ASCII码值是48(即0x30)。

1. 如果把 memset(a,'0',sizeof(a)); 改为 memset(a,0,sizeof(a)); 则数组a中每一个元素（从a[0]到a[9]）的值都被改为0。
2. memset(a,'0',sizeof(a)); 不能被改为 memset(array,0,sizeof(array)*sizeof(int)); 否则访问内存时会超出数组的边界范围。

例3

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
int i, a[10];
for (i=0;i<10;i++)
a[i]=0xFFFFFFFF;
for (i=0;i<10;i++)
printf("a[%d]=0x%xn",i,a[i]);
printf("nAfter memset() function operation:n");
memset(a,1,5);
for (i=0;i<10;i++)
printf("a[%d]=0x%xn",i,a[i]);
system("pause");
return 0;
}

运行这个程序后发现数组元素a[0]的值被修改为0x1010101，a[1]的值被修改为0xffffff01，a[2]到a[9]的值还是0xffffffff。
a[1]的值为什么不是被改为0x01ffffff？后面有解释。

1. 如果把 memset(a,1,5); 改为 memset(a,1,20); 则元素a[0]到a[4]的值都被改为0x1010101，a[5]到a[9]的值还是0xffffffff。
2. 如果把 memset(a,1,5); 改为 memset(a,256,20); 则元素a[0]到a[4]的值都被改为0x0，a[5]到a[9]的值还是0xffffffff。因为256的高16位被舍弃，低8位如果被单独看成一个数，这个数就是0。memset函数用0依次填充了20个内存单元。
3. 如果把 memset(a,1,5); 改为 memset(a,257,20); 则显示的结果与改为 memset(a,1,20); 后的结果是一样的，即元素a[0]到a[4]的值都被改为0x1010101，a[5]到a[9]的值还是0xffffffff。
4. 如果把 memset(a,1,5); 改为 memset(a,258,20); 则元素a[0]到a[4]的值都被改为0x2020202，a[5]到a[9]的值还是0xffffffff。

void *memset(void *s,int c,size_t n);中的 c 甚至可以是负数，举一个有点极端的例子：
例4

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
int main()
{
int i, a[10];
for (i=0;i<10;i++)
a[i]=0xFFFFFFFF;
for (i=0;i<10;i++)
printf("a[%d]=0x%xn",i,a[i]);
printf("nAfter memset() function operation:n");
memset(a,0x87654321,5);
printf("0x87654321=%dn",0x87654321);
printf("0x87654321 mod 256 = %d = 0x%xn",(0x87654321 % 256), (0x87654321 % 256));
for (i=0;i<10;i++)
printf("a[%d]=0x%xn",i,a[i]);
system("pause");
return 0;
}

0x87654321作为一个有符号的int类型整数时，对应于十进制的 -2023406815 。但是 memset 在填充时不管正负，只使用0x87654321的低 8 位 0x21。运行这个程序后数组元素a[0]的值被修改为0x21212121，a[1]的值被修改为0xffffff21，a[2]到a[9]的值还是0xffffffff。

前面我们都是把memset函数当成一个“黑盒子”，给它输入不同的值，观察输出结果。现在我们来打开这个“黑盒子”，看看memset函数的一个内部实现作为参考吧（不同情况下具体的实现过程可能有轻微差异，这里只是其中的一个例子）：

void * Memset(void* buffer, int c, int count)
{
char* pvTo=(char*)buffer;
assert(buffer != NULL);
while(count-->0)
*pvTo++=(char)c;
return buffer;
}

这时再回过头看前面的例子，是不是理解得更加透彻了？

--------------------------------------
在运行例3程序之后，数组元素a[0]的值被修改为0x1010101，a[1]的值被修改为0xffffff01，为什么a[1]的值不是被改为0x1ffffff？
回答：这是因为Intel的CPU采用little endian方式存储数据，低地址存放最低有效字节（LSB）。memset函数填充到第5个字节位置的内存单元时，这个内存单元存放的是数组元素a[1]的低8位，而不是高8位。为了了解little endian，可以看下面的例子：
例5

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
unsigned int a;
int i;
char *p;
a=0x12345678;
printf("a=0x%xn",a);
p=(char *)&a;
for (i=0;i<4;i++)
printf("p+%d=0x%x, *(p+%d)=0x%xn", i, (p+i), i, *(p+i));
system("pause");
return 0;
}

int 类型的变量在VC中长度为4个字节，从程序运行后的显示结果可以看出，int 类型变量 a 的值放在四个内存单元中，地址从低到高的单元中依次存放0x78、0x56、0x34、0x12，这四个字节的值拼成变量a的值。