C 库函数 memcpy() 中文讲解（2025年）

memcpy() 是 C 标准库 <string.h> 中的函数，用于将一块内存的数据复制到另一块内存区域，广泛应用于数据处理、缓冲区操作和嵌入式系统。相比其他内存操作函数（如 strcpy），memcpy() 更通用，适用于任意数据类型（不仅仅是字符串），性能高效。本教程详细讲解 memcpy() 的语法、用法和实践，基于 C 标准文档、CSDN 和 C 社区，适合初学者和开发者。建议用 C 编译器（如 GCC、Clang）或在线 IDE（如 repl.it）练习。

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一、memcpy() 概览（必知）

• 功能：从源内存地址复制指定字节数的数据到目标内存地址。
• 头文件：<string.h>
• 用途：
  • 复制数组、结构体或任意数据块。
  • 初始化缓冲区或传递数据。
  • 在嵌入式系统中处理硬件寄存器或数据包。
• 特点：
  • 通用性：不限于字符串，适用于任何数据类型。
  • 高效：直接复制内存，性能优于逐元素赋值。
  • 无重叠限制：源和目标内存不能重叠（否则用 memmove()）。
• 2025年趋势：
  • memcpy() 在嵌入式开发（如 IoT、RTOS）中仍是核心函数。
  • 在跨平台开发（如 KMP）中，C 模块用 memcpy() 处理 native 数据。
  • 现代编译器（如 GCC 14、Clang）优化 memcpy() 的 SIMD 指令。

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二、核心语法与用法（必会）

1. 函数原型

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t n);

• 参数：
  • dest：目标内存地址（复制到的位置）。
  • src：源内存地址（复制来源）。
  • n：复制的字节数。
• 返回值：
  • 返回 dest 指针（目标地址）。
  • 无错误状态返回，需自行确保参数有效。

2. 基本用法

• 复制数组：

  #include <stdio.h>
  #include <string.h>
  
  int main() {
      int src[] = {1, 2, 3, 4, 5};
      int dest[5];
      memcpy(dest, src, sizeof(int) * 5);
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
          printf("%d ", dest[i]); // 输出：1 2 3 4 5
      }
      return 0;
  }
  

• 说明：

  • sizeof(int) * 5 计算总字节数，确保复制整个数组。
  • dest 和 src 必须有足够空间。

• 复制结构体：

  #include <stdio.h>
  #include <string.h>
  
  struct Point {
      int x, y;
  };
  
  int main() {
      struct Point src = {10, 20};
      struct Point dest;
      memcpy(&dest, &src, sizeof(struct Point));
      printf("Dest: x=%d, y=%d\n", dest.x, dest.y); // 输出：x=10, y=20
      return 0;
  }
  

3. 复制字符串

• 与 strcpy 对比：

  #include <stdio.h>
  #include <string.h>
  
  int main() {
      const char *src = "Hello";
      char dest[10];
      memcpy(dest, src, strlen(src) + 1); // 包含 \0
      printf("%s\n", dest); // 输出：Hello
      return 0;
  }
  

• 说明：
  • memcpy() 复制包括 \0 的字符串，类似 strcpy。
  • memcpy() 不检查 \0，更适合已知长度的情况。

4. 注意内存重叠

• 问题：memcpy() 不处理源和目标内存重叠，可能导致未定义行为。
• 解决方案：用 memmove() 替代：

  #include <stdio.h>
  #include <string.h>
  
  int main() {
      char str[] = "HelloWorld";
      memcpy(str + 2, str, 5); // 未定义行为（重叠）
      printf("%s\n", str); // 结果不可预测
      return 0;
  }
  

  用 memmove()：

  memmove(str + 2, str, 5); // 正确处理重叠
  

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三、实践示例（综合应用）

1. 缓冲区复制：
   

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char buffer[100] = "Data:12345";
    char backup[100];
    memcpy(backup, buffer, strlen(buffer) + 1);
    printf("Backup: %s\n", backup); // 输出：Data:12345
    
    // 修改原始缓冲区
    buffer[5] = '*';
    printf("Original: %s\n", buffer); // 输出：Data:*2345
    printf("Backup: %s\n", backup); // 输出：Data:12345
    return 0;
}

**功能**：复制缓冲区，保持备份独立。

2. 嵌入式数据处理（KMP 示例）：
   

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct Packet {
    int id;
    char data[20];
};

extern "C" {
    // 假设与 Kotlin 互操作
    void copyPacket(struct Packet *dest, struct Packet *src) {
        memcpy(dest, src, sizeof(struct Packet));
    }
}

int main() {
    struct Packet src = {1, "SensorData"};
    struct Packet dest;
    copyPacket(&dest, &src);
    printf("Dest: id=%d, data=%s\n", dest.id, dest.data); // 输出：id=1, data=SensorData
    return 0;
}

**功能**：复制数据包，模拟嵌入式系统或 KMP native 模块。

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四、注意事项与最佳实践

1. 内存安全：
   • 确保 dest 有足够空间（至少 n 字节）。
   • 检查指针非空：

     if (dest && src) memcpy(dest, src, n);
     

2. 内存重叠：
   • 源和目标重叠时，用 memmove()：

     memmove(dest, src, n); // 安全处理重叠
     

3. 性能优化：
   • memcpy() 适合大块数据复制，优于循环赋值：

     // 慢
     for (int i = 0; i < n; i++) dest[i] = src[i];
     // 快
     memcpy(dest, src, n);
     

   • 现代编译器可能内联 memcpy()，利用 SIMD 指令。
4. 跨平台兼容：
   • memcpy() 是 C 标准函数，跨平台可靠。
   • 在 KMP 项目中，C 模块用 memcpy() 与 Kotlin 互操作：

     @CName("copyPacket")
     fun copyPacket(dest: CPointer<Packet>, src: CPointer<Packet>)
     

5. 2025年趋势：
   • 嵌入式开发：memcpy() 用于高效数据传输（如 DMA 缓冲区）。
   • 安全性：结合 bounds-checking 工具（如 AddressSanitizer）检测溢出：

     gcc -fsanitize=address program.c
     

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五、学习建议

• 练习：用 GCC 实践 memcpy() 复制数组、结构体，比较与循环赋值的性能。
• 资源：
  • C 标准文档：https://en.cppreference.com/w/c/string/byte/memcpy
  • CSDN：搜索“C memcpy”。
  • B站：C 语言教程（如“尚硅谷 C”）。
• 时间：1-2 小时掌握 memcpy()，1 天熟悉内存操作。
• 实践：实现缓冲区复制或数据包处理程序。

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六、总结

C 库函数 memcpy() 必知内存复制、高效性和通用性，必会复制数组/结构体和避免内存重叠。2025年，memcpy() 仍是 C/C++ 内存操作核心，适合嵌入式和 KMP 开发。相比循环赋值，memcpy() 高效但需注意安全。

如果需要具体场景代码（如嵌入式示例或 KMP 集成）或有问题，告诉我，我可以提供更详细解答！