C++内存重叠 环球简讯
内存重叠是指在内存中存在两个或多个区域,它们的地址范围有交叉部分。在 C++ 中,内存重叠可能会导致程序出现不可预期的行为,因此我们需要了解它的原因和如何避免。
(资料图片仅供参考)
内存重叠的原因内存重叠的主要原因是指针的使用。当我们使用指针访问内存时,如果指针指向的内存区域与另一个区域有交叉部分,就会产生内存重叠。
如下图,内存拷贝的两种情况:
第一种情况下,拷贝重叠的区域不会出现问题,内容均可以正确地被拷贝。
第二种情况下,问题出现在右边的两个字节,这两个字节的原来的内容首先就被覆盖了,而且没有保存。所以接下来拷贝的时候,拷贝的是已经被覆盖的内容,显然这是有问题的。
举个代码例子,下面的代码片段就会导致内存重叠:
char str[] = "Hello World";char* p = str + 1;memcpy(p, str, 11);
在上面的代码中,我们定义了一个字符数组 str
,并使用指针 p
指向 str
中的第二个字符。接着,我们使用 memcpy
函数将 str
中的 11 个字符复制到了 p
指向的区域。由于 p
指向的区域与 str
有交叉部分,因此就产生了内存重叠。因为 memcpy
是直接按位复制拷贝,代码如下,所以会遇到情况二,拷贝的是已经被覆盖的内容。
void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t count){char *tmp = dest;const char *s = src;while (count--)*tmp++ = *s++;return dest;}
如何避免内存重叠为了避免内存重叠,我们需要注意以下几点:
尽量避免使用指针,尤其是指针运算和类型转换;在使用指针时,确保指针指向的内存区域与其他区域没有交叉部分;使用安全的内存操作函数,如memcpy_s
、memmove
等,这些函数可以确保在复制内存时不会产生内存重叠。那 memmove
是怎么避免内存重叠的影响呢,我们看看 memmove
的代码:
void *memmove(void *dest, const void *src, size_t n){ char *d = dest; const char *s = src; if (d < s) { while (n--) *d++ = *s++; } else { // 采用倒序拷贝 char *lasts = (char *)s + (n - 1); char *lastd = d + (n - 1); while (n--) *lastd-- = *lasts--; } return dest;}
memmove
判断如果 dest
≥src
的时候(也就是前面图片的情况2),采用倒序拷贝,避免了内容被覆盖导致拷贝不完整的问题。
其原理图如下:
总结memcpy 与 strcpy 都没有内存重叠的问题,实际可以根据需要使用 memmove 。
本文介绍了 C++ 中的内存重叠问题,指出了指针的使用是内存重叠的主要原因,并提供了避免内存重叠的方法,如尽量避免使用指针,确保指针指向的内存区域与其他区域没有交叉部分,使用安全的内存操作函数等。此外,还介绍了 memmove
函数如何避免内存重叠的影响。
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