库函数的模拟实现

一、为什么要模拟实现库函数

理解底层原理：库函数不是 “黑盒子”，模拟实现能让你真正理解它们的工作机制。 面试高频考点：memcpy、memmove、strcpy等函数的实现是 C 语言面试的经典题目。 提升编码能力：处理指针、内存、边界条件等细节，能显著提升你的底层编程功底。

二、高频库函数模拟实现

1：memcpy 核心特点：按字节复制，不处理内存重叠。

void* my_memcpy(void* dest, const void* src, size_t n)
{
char* d = (char*)dest;
const char* s = (const char*)src;
while (n—)
*d++ = *s++;
return dest;
}

注意：如果内存区域重叠，memcpy的行为是未定义的，这种场景需要使用memmove。

2. memmove —— 支持重叠的内存复制 核心特点：通过判断内存地址，选择正向 / 反向复制，安全处理重叠场景。

void* my_memmove(void* dest, const void* src, size_t n)
{
assert(dest != NULL && src != NULL);
char* d = (char*)dest;
const char* s = (const char*)src;
char* start = d;

if (d < s || d >= s + n)
{

while (n— > 0)
{
*d++ = *s++;
}
}
else
{

d += n – 1;
s += n – 1;
while (n— > 0)
{
*d— = *s—;
}
}
return start;
}

3. strcpy —— 字符串复制 核心特点：遇到’\\0’停止复制，并将’\\0’也复制到目标地址

char* my_strcpy(char* dest, const char* src)
{
assert(dest != NULL && src != NULL);
char* start = dest;

while (*src != '\\0')
{
*dest++ = *src++;
}

*dest = '\\0';
return start;
}

4. strlen —— 字符串长度计算 核心特点：统计字符数，遇到’\\0’停止，不包含’\\0’本身。

size_t my_strlen(const char* str)
{
assert(str != NULL);
size_t count = 0;

while (*str++ != '\\0')
{
count++;
}
return count;
}

5. strcmp —— 字符串比较 核心特点：按 ASCII 值逐字符比较，返回差值。

int my_strcmp(const char* str1, const char* str2)
{
assert(str1 != NULL && str2 != NULL);

while (*str1 != '\\0' && *str2 != '\\0' && *str1 == *str2)
{
str1++;
str2++;
}
return *str1 – *str2;
}

三、模拟实现的通用技巧

指针有效性检查：用assert确保传入的指针不是NULL，提升代码健壮性。 类型转换：将void转换为char，实现按字节操作，兼容任意数据类型。 保存起始地址：复制目标指针的起始位置，最后返回它，与标准库行为保持一致。 边界条件处理：注意’\\0’、内存重叠、空输入等边界场景，避免程序崩溃或逻辑错误。

四、总结

模拟实现库函数的过程，就是 “知其然，知其所以然” 的过程。这些函数看似简单，但每一行代码都凝聚着底层编程的智慧。掌握它们不仅能应对面试，更能让你在写底层代码时更加得心应手。