C-keele navigaator – Kõige võimsam ressurss süsteemiarenduseks

Kuidas kasutada C keeles memcpy funktsiooni õigesti: näited, vead ja parimad praktikad

C-keele sissejuhatus
佐川 直弘 | Naohiro Sagawa
By 佐川 直弘 | Naohiro Sagawa (運営者)
※記事内に広告を含みます。Amazonアソシエイトとして適格販売により収入を得ています。　
目次

1. memcpy – Mis see on?

C-keeles on mäluga töötamisel andmete kopeerimine väga oluline toiming. Üks kõige tüüpilisemaid viise selleks on memcpy funktsioon. See funktsioon kopeerib andmeid ühest mälupiirkonnast teise baitide kaupa. Kujutlege, et te viite esemeid kastist A kasti B – just selline on memcpy tööpõhimõte. Siiski, memcpy kasutamisel tuleb olla ettevaatlik. Kui määratud suurus või mälupiirkond ei ole sobiv, võib see põhjustada andmete rikkeid või programmi krahhi.

2. memcpy tööpõhimõte ja käitumine

memcpy funktsioonil on järgmine signatuur:

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

dest on sihtkoht (kuhu kopeeritakse), src on allikas (millest kopeeritakse), ja n on baitide arv, mida kopeerida. Näiteks saab järgmist koodi kasutades kopeerida massiivi:

char src[10] = "ABCDEF";
char dest[10];
memcpy(dest, src, 6); // kopeerib "ABCDEF"

See kood kopeerib src massiivi esimesed 6 baiti dest massiivi. Oluline on alati kontrollida, et kopeeritav andmesuurus sobib nii allika kui ka sihtkoha mälusuurusega. Kui suurus ei klapi, võib programm käituda ootamatult.

侍エンジニア塾

3. memcpy varjatud ohud

Üks suurimaid ohte memcpy kasutamisel on mälupiirkondade kattumine. Kui allikas ja sihtkoht asuvad osaliselt samas mälus, ei tööta memcpy korrektselt. Näiteks järgmine kood võib põhjustada probleeme:

char data[] = "HelloWorld";
memcpy(data + 2, data, 5);

Selles näites kattuvad allikas ja sihtkoht, mis võib põhjustada kopeerimisel vigase tulemuse. Sellistes olukordades tuleks kasutada memmove funktsiooni, mis on loodud arvestama kattuvate mälupiirkondadega ja toimib ohutumalt.

4. memcpy parimad tavad

Siin on mõned soovitused, kuidas memcpy turvaliselt kasutada:

  1. Kontrolli suurust: Veendu alati, et kopeeritavate baitide arv on õige. Kui sihtpiirkond on liiga väike, võib tekkida mälu ülekirjutamine (buffer overflow), mis võib põhjustada turvariske.
  2. Kontrolli NULL-osutajaid: Kui src või dest on NULL, võib programm kokku joosta. Seetõttu tuleks enne kasutamist kontrollida, et osutajad viitavad kehtivatele mälupiirkondadele.
  3. Väldi kattuvaid piirkondi: Ära kasuta memcpy funktsiooni juhul, kui allikas ja sihtkoht võivad kattuda. Sellistel juhtudel kasuta memmove, mis on ohutum.

5. memcpy jõudlus ja eelised

memcpy suurim eelis on selle kiirus. Paljudes süsteemides on memcpy optimeeritud riistvaratasandil ning sobib suurepäraselt suurte andmemahtude kopeerimiseks mittekattuvates mälupiirkondades. Näiteks suurte puhvrite või failide mällu laadimisel on memcpy väga tõhus.

Kuid ära kasuta memcpy liialt ainult jõudluse nimel. Kui on oht kattuvuseks või kui turvalisus on oluline, tuleks eelistada memmove’i või teisi turvalisemaid funktsioone.

6. memcpy alternatiivid: memmove ja muud valikud

Kuigi memcpy on väga kasulik, tasub meeles pidada ka alternatiivseid funktsioone. memmove sobib hästi olukordadesse, kus mälupiirkonnad võivad kattuda, ning võimaldab turvalist andmete kopeerimist. Näiteks saab memmove’i kasutada järgmiselt:

char data[] = "HelloWorld";
memmove(data + 2, data, 5);

Selles näites kopeerib memmove andmed ilma neid rikkumata. Lisaks võivad mõne konkreetse kasutusjuhtumi jaoks sobivamad olla funktsioonid nagu strcpy või strncpy, seega on oluline valida õige tööriist vastavalt olukorrale.

7. Kokkuvõte

Selles artiklis selgitasime memcpy funktsiooni C-keeles: kuidas see töötab, millised on peamised ohukohad, parimad kasutusviisid ning alternatiivsed funktsioonid. memcpy on väga võimas tööriist, kuid selle turvaliseks kasutamiseks on vaja hoolikust. Eriti oluline on pöörata tähelepanu mäluturvalisusele ja suuruse kontrollile. Ja lõpuks, kui mälupiirkonnad kattuvad, kasuta kindlasti memmove – see aitab sul vältida tõrkeid ja hoida programmi töökindlana.