一步一步教你模拟实现常用的库函数（qsort, memcpy, memmove ）

前言

库函数的模拟实现有利于我们去深入了解这个函数内部是怎样实现的，以及学习它的算法，使我们更加了解这个函数该怎样去使用，接下来我将详细的去qsort ,memcpy ,memmove 的应用及用法，并且用代码模拟实现它们的功能。

qsort(快速排序一个数组，逆序或顺序）

qsort的基本概述

void qsort( void *base, size_t num, size_t width, int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 ) );

比较函数中各个参数的含义：

vase* base ：数组首元素的地址， size_t num：数组的要比较的元素个数，
size_t width：数组中每个元素的大小，
int (__cdecl *compare )(const void *elem1, const void *elem2 )：比较函数的地址
在比较函数中：

qsort的使用

整形数组的排序

//比较函数参数是void*,以便后面可以转变其它类型的指针，如要比较整形，需要把void*转换为int*
int compare_int(const void* e1, const void* e2)
{
     
      //如果要实现逆序，则e2-e1即可
	return *((int*)e1) - *((int*)e2);
}
int main()
{
     
	int arr[] = {
      0,3,4,1,2,6,5,7,9,8,10 };//定义一个无序的整形数组
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//求出数组中有多少个元素
	//使用qsort进行排序
	qsort(arr, sz, sizeof(arr[0]), compare_int);//sizeof(arr[0])是求出每个元素的大小（有多少个字节)
	int i = 0;
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
     
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

输出结果为：

字符数组进行比较

int compare_char(const void* e1, const void* e2)
{
     
	return *((char*)e1) - *((char*)e2);
}
int main()
{
     
	char str1[] = "badcef";	
	int sz=strlen(str1);
	qsort(str1, sz, sizeof(str1[0]), compare_char);
	printf("%s\n", str1);
}

结果如下：

模拟实现qsort

用冒泡排序的方法来模拟一个qsort

void _swap(char* e1, char* e2,int width)
{
     
	//我们不知道交换的数是什么类型
	//所以只能一个一个字节去进行交换
	while (width--)
	{
     
		char mid = *e1;
		*e1 = *e2;
		*e2 = mid;
		e2++;
		e1++;
	}

}

void my_qsort(void* base,
	size_t num,
	size_t width, int (*compare)(const void* e1, const void* e2))
{
     
	int i = 0;
	//比较的趟数
	for (i = 0; i < num - 1; i++)
	{
     
		int j = 0;
		for (j = 0; j < num - 1 - i; j++)//每次趟数进行比较的次数
		{
     
			if (compare((char*)base + j * width, (char*)base + (j + 1) * width)>0)//引用比较函数，若大于0，进行交换
			{
     
				//首先我们不知道要比较的数组是什么类型，所以我们不知道要传进去的什么类型的地址
				// 如果为int型，width为4，则首元素+4为第二个元素的地址
				//如果j=0，那么传进去的是首元素的地址和第二个元素的地址
				_swap((char*)base + j * width,(char*)base + (j + 1) * width,width);//满足条件进行交换

			}
		}
	}
}

memcpy

memcpy的基本概述：

void *memcpy( void *dest, const void *src, size_t count );
memcpy功能的拷贝计数src到dest的字节数，如果源和目的有重叠，该功能不能保证重叠区域的原始源字节在被覆盖之前被复制。使用memmove处理重叠区域。count 要拷贝的字节个数

memcpy的使用

int main()
{
     
	int arr1[] = {
      1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 };
	int arr2[10];
	memcpy(arr2, arr1, 16);//将arr1前16个字节拷贝到arr2中
	return 0;
}

得到的结果如下：

memcpy的模拟实现

oid* my_memcpy(void* dest,const void* src, size_t count)
{
     
	void* sz = dest;
	assert(dest && src);//防止dest,src为空指针，若为空指针会报错
	while (count--)
	{
     
		*((char*)dest) = *((char*)src);
		dest = (char*)dest + 1;
		src = (char*)src + 1;
	}
	return sz;
}

memmove

memmove的基本概述：

memmove函数的拷贝计算从src到dest的字符字节数，当源区域和目的区域的某些区域重叠时，memmove会先复制重叠区域中的原始源字节，然后再被覆盖。

mommove的使用

memove可以拷贝重叠的部分

如：

int main()
{
     
	int arr1[] = {
      1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
	//将数组首元素开始拷贝16个字节给数组第三个元素
	//这之间存在重叠部分
	memmove(arr1 + 2, arr1,16);
	return 0;
}

memmove的模拟实现（是以字节为单位进行拷贝）

void* my_memmove(void* dest,const void*src,size_t count)
{
     
	void* sz = dest;
	assert(dest && src);
	if (dest > src)
	{
     
		while (count--)
		{
     
		//从后向前拷贝
			*((char*)dest + count) = *((char*)src + count);//这个释义请看下面图片
		}
	}
	else
	{
     
		while (count--)
		{
     
		//从前往后拷贝
			*((char*)dest) = *((char*)src);
			++(char*)dest;
			++(char*)src;
		}
	}
	return sz;
}

结语

以上是笔者通过自己的理解慢慢琢磨出来的，如果有错误，请多多指正，如果这篇文章对你有帮助，希望能够给赞鼓励一下笔者，谢谢！