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require,memcpy

云知道


【require,memcpy】C語言中復(fù)制一個結(jié)構(gòu)體只能使用memcpy的方法嗎？感覺有些麻煩，有別的方法嗎？

require,memcpy


謝邀 。這個問題和我之前發(fā)的文章有些相似，上周我在我的C語言學(xué)習(xí)圈子里簡要介紹了一個小竅門，粗略來說就是使用C語言結(jié)構(gòu)體的賦值語法，代替memcpy()語句，以精簡代碼，大致如下圖所示：有讀者看到后，認(rèn)為C語言結(jié)構(gòu)體的賦值并不等價于 memcpy，也有朋友評論說 b=a 是“淺拷貝”，還有讀者提到結(jié)構(gòu)體賦值效率沒有memcpy高，那么 b = a 語句被執(zhí)行后，究竟發(fā)生了什么呢？編寫測試C語言代碼得到答案最簡單直接的方法就是實(shí)驗(yàn)，因此這里給出一段較為完整的C語言代碼，用于測試結(jié)構(gòu)體的賦值語句，如下所示 。
為了討論主題，下面C語言代碼比較精簡：上面這段C語言代碼很簡單，main() 函數(shù)定義了 3 個結(jié)構(gòu)體變量 a, b, c，其中 a 被初始化為 {3, 5}，并通過賦值語句拷貝給 b，memcpy() 拷貝給 c ?？疾?a，b，c 占用的內(nèi)存里的值，從最終“拷貝效果”上分析賦值語句和memcpy()的異同 。
查看內(nèi)存值查看上述C語言程序中的變量 a, b, c 的值方法很多，最直接的方法就是使用 printf() 函數(shù)逐字節(jié)打印，不過這樣就略顯繁瑣了，使用 GDB 工具調(diào)試C語言程序更簡單些 。首先，輸入 gcc t.c -g 編譯上述C語言代碼，得到可執(zhí)行文件 a.out 。接著，就可以使用 gdb 調(diào)試了：首先在 main() 函數(shù)處下斷點(diǎn)，然后輸入 run 命令讓C語言程序運(yùn)行起來：可以發(fā)現(xiàn)程序停在第 10 行了，此時變量 a，b，c 還沒有被賦值或者 memcpy 。
我們先看一下結(jié)構(gòu)體 s 的 size，可以直接在 gdb 環(huán)境查看：發(fā)現(xiàn) sizeof(struct s) 等于 16，這主要是因?yàn)镃語言編譯器為了提升效率，對結(jié)構(gòu)體 s 的兩個成員做了內(nèi)存對齊處理 。所以，雖然 char 型的 c 成員實(shí)際上只需 1 個字節(jié)內(nèi)存空間，但是因?yàn)槌蓡T l 占用 8 字節(jié)內(nèi)存空間，所以編譯器在 c 后面預(yù)留了 7 個字節(jié) 。
讀者 @Romi1984 認(rèn)為 C語言結(jié)構(gòu)體賦值拷貝和 memcpy 拷貝不等價，因?yàn)椤百x值的話，對齊字節(jié)不會拷貝” 。他的意思應(yīng)該是 c 后面預(yù)留的 7 個字節(jié)不會被拷貝，那是不是如此呢？在執(zhí)行 b =a; 語句之前，我們先來查看 a，b，c 在內(nèi)存里的值：能夠看出，此時變量 a，b，c 的內(nèi)存值并不完全相同 。
輸入 next 命令，使C語言程序運(yùn)行到第 16 行，也即 return 0; 語句處，此時賦值語句以及 memcpy 語句都被執(zhí)行完畢，再查看 a，b，c 的內(nèi)存值，得到如下輸出：發(fā)現(xiàn)變量 a, b, c 的值完全相同，包括結(jié)構(gòu)體 s 的 c 成員后內(nèi)存對齊的 7 個字節(jié)，這說明讀者 @Romi1984 說的“對齊字節(jié)不會被拷貝”是不準(zhǔn)確的，至少就本例而言，C語言結(jié)構(gòu)體 s 的賦值拷貝和 memcpy 拷貝效果上是等價的 。
效率問題雖然通過 gdb 查看內(nèi)存值，我們發(fā)現(xiàn)C語言結(jié)構(gòu)體的賦值拷貝和 memcpy 拷貝效果是等價的，但是，讀者 @quser225816904 認(rèn)為，這兩種方式的效率是不一樣的 。那究竟是否如此呢？得到答案最直接的辦法就是衡量這兩條語句的執(zhí)行時間 。不過由于這一“執(zhí)行時間”很短，難以計量，我們采取其他方法：輸入下面的命令，查看C語言程序的匯編代碼 。
# objdump -dS a.out 從C語言程序的匯編代碼可以看出，b = a; 和 memcpy() 語句都是 4 條 mov 語句，這說明兩種拷貝方式的效率相差無幾，所以讀者 @quser225816904 的說法也是不準(zhǔn)確的 。另外，從C語言程序的匯編代碼也能更直觀的看出 b = a; 和 memcpy() 是等價的 。
讀者也可以通過多次執(zhí)行 b = a 和 memcpy 語句，對比兩種拷貝方式的效率 。“深拷貝”和“淺拷貝”前面兩位讀者分別從執(zhí)行效果和執(zhí)行效率兩個角度質(zhì)疑了C語言結(jié)構(gòu)體賦值拷貝和memcpy拷貝的等價性，也有讀者認(rèn)為賦值拷貝只是“淺拷貝”，那么究竟是否如此呢？首先，先要明白“淺拷貝”和“深拷貝”概念，這兩個概念 Java，C，js 等編程語言程序員應(yīng)該比較熟悉，在C語言中倒是不怎么常提 。

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