面试:实现内存复制函数

时间:2022-10-28 20:09:17
面试中面试官经常会让写程序,根据题目的难度会在算法和编程习惯上各有侧重。比如写一个memcpy函数,这个题算法简单明确,因此重点考察编程习惯、工程思想。
该题目的算法如下
0.1
void  memcpy(void *dst, void *src, int count)
{
while(count--)
{
*dst = *src;
dst++;
src++;
}
}

问题是void*不能直接累加 *dst = *src也是不对的。
0.2
void memcpy(void *dst, void *src, int count)
{
unsigned char *pdst = (unsigned char *)dst;
unsigned char *psrc = (unsigned char *)src;
while(count--)
{
*pdst = *psrc;
pdst++;
psrc++;
}
}

在32位系统中,可复制的最多内存是多少?类型会不会不够用?
内存复制不应该修改原始内存吧。
因此,函数声明修改如下
0.3
void memcpy(void *dst, const void *src, size_t count)
这样就万事大吉了吗?
如果传入了空指针呢?
接着修改吧
0.4
void memcpy(void *dst, const void *src, size_t count)
{
assert(dst != NULL);
assert(src != NULL);
unsigned char *pdst = (unsigned char *)dst;
const unsigned char *psrc = (const unsigned char *)src;


while(count--)
{
*pdst = *psrc;
pdst++;
psrc++;
}
}

如果有这样的数组
char ina[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
进行如下调用
memcpy(&ina[1], &ina[0], 5);
会发生什么情况?
由于原始数据和目的数据在空间上存在重叠,这样导致复制过程中不可避免会对原始数据做修改。而这样的修改在函数的声明中是看不到的(const void *src)。如果降低要求,可以修改原始数据完成复制,那么这样的设计能实现么?这里有一个版本可供 参考。但是这样的实现使得函数的功能不明确,可以认为是一种异常情况。
因此
0.5
void memcpy(void *dst, const void *src, size_t count)
{
assert(dst != NULL);
assert(src != NULL);
unsigned char *pdst = (unsigned char *)dst;
const unsigned char *psrc = (const unsigned char *)src;


assert(!(psrc<=pdst && pdst<psrc+count));//判断是否有重叠
assert(!(pdst<=psrc && psrc<pdst+count));


while(count--)
{
*pdst = *psrc;
pdst++;
psrc++;
}
}

到这里实现已经比较健壮了。有些人想要链式的调用函数,也就是复制完内存后,返回值直接当做其他函数的参数。
void * memcpy(void *dst, const void *src, size_t count)
0.6因此最终版本为
void* memcpy(void *dst, const void *src, size_t count)
{
assert(dst != NULL);
assert(src != NULL);
unsigned char *pdst = (unsigned char *)dst;
const unsigned char *psrc = (const unsigned char *)src;


assert(!(psrc<=pdst && pdst<psrc+count));
assert(!(pdst<=psrc && psrc<pdst+count));


while(count--)
{
*pdst = *psrc;
pdst++;
psrc++;
}
return dst;
}

最后,有网友做了性能测试,结论显示上面的实现达不到库函数的性能。个人认为库函数可能做了优化,例如使用mmx技术,使得一次复制一个字节到一次复制多个字节。


这个题目在面试出现的次数太频繁,能够比较正确的写出这个函数的能说明什么呢?
1.缺乏项目经验,对于面试因此复习的很到位。
2.有可能有丰富的项目经验,在项目中也这么做。
3.认为有较多项目经验,但是没有注意非功能性要求。等着杯具吧。