Question

C语言：传入两个字符串型指针，把其中一个指针所指向的地址空间中的内容复制到另一个指针所指向的地址空间

Answer 1

程序清单 1 V0.1版程序

void MyMemMove(char *dst,char *src,int count)
{
while(count--)
{
*dst++ = *src++;
}
}

程序清单 2 测试用例
void Test()
{
char p1[256] = ”hello,world!”;
char p2[256] = {0};
MyMemMove(p2,p1,strlen(p1)); printf(“%s”,p2);

}

程序清单 3 V0.2版程序
void MyMemMove(void *dst,void *src,int count)
{
while (count--)
{
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
}

有的同学可能会问，这里面不是还有指针强制转换吗？只不过是换了地方。没错，强制指针转换确实是从使用者的代码转移到了库的代码里，但我们可以将 MyMemMove理解为库，而将Test理解为使用者，事实上通过调整之后的效果却有天壤之别，V0.1是一逸永劳，而V0.2是一劳永逸！
还有几个细节需要注意，为了实现链式表达式，我们应该将返回值也改为void *。此外，如果我们不小心将“*(char *)dst = *(char *)src;”写反了，写成“*(char *)src = *(char *)dst;”编译照样通过，而为了找出这个错误又得花费不少时间。注意到src所指向的内容在这个函数内不应该被改变，所有对src所指的内容赋值都应该被禁止，所以这个参数应该用const修饰，如果有类似的错误在编译时就能够被发现：
error C3892: 'src' : you cannot assign to a variable that is const
作为程序员犯错误在所难免，但是我们可以利用相对难犯错误的机器，也就是编译器来降低犯错误的概率，这样我们就得到了V0.3版的程序。

程序清单 4 V0.3版程序
void * MyMemMove(void *dst,const void *src,int count)
{
void *ret=dst;
while (count--)
{
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
return ret;

}

现在再来考虑这样一种情况，有使用者这样调用库：MyMemMove(NULL,src, count)，这是完全可能的，因为一般来说这些地址都是程序计算出来的，那就难免会算错，出现零地址或者其它的非法地址也不足为奇。可以预料的是，如果出现这种情况的话，则程序马上就会down掉，更糟糕的是你不知道错误出在哪里，于是不得不投入大量的精力在浩瀚的代码中寻找bug。解决这类问题的通用办法是对输入参数作合法性检查，也就是V0.4版程序。

程序清单 5 V0.4版程序
void * MyMemMove(void *dst,const void *src,int count)
{
void *ret=dst;
if (NULL==dst||NULL ==src)
{
return dst;
}
while (count--)
{
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
return ret;
}

上面之所以写成“if (NULL==dst||NULL ==src)”而不是写成“if (dst == NULL || src == NULL)”，也是为了降低犯错误的概率。我们知道，在C语言里面“==”和“=”都是合法的运算符，如果我们不小心写成了“if (dst = NULL || src = NULL)”还是可以编译通过，而意思却完全不一样了，但是如果写成“if (NULL=dst||NULL =src)”，则编译的时候就通不过了，所以我们要养成良好的程序设计习惯：常量与变量作条件判断时应该把常量写在前面。
V0.4版的代码首先对参数进行合法性检查，如果不合法就直接返回，这样虽然程序dwon掉的可能性降低了，但是性能却大打折扣了，因为每次调用都会进行一次判断，特别是频繁的调用和性能要求比较高的场合，它在性能上的损失就不可小觑。
如果通过长期的严格测试，能够保证使用者不会使用零地址作为参数调用MyMemMove函数，则希望有简单的方法关掉参数合法性检查。我们知道宏就有这种开关的作用，所以V0.5版程序也就出来了。

程序清单 6 V0.5版程序
void * MyMemMove(void *dst,const void *src,int count)
{
void *ret=dst;
#ifdef DEBUG
if (NULL==dst||NULL ==src)
{
return dst;
}
#endif
while (count--)
{
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
return ret;
}
如果在调试时我们加入“#define DEBUG”语句，增强程序的健壮性，那么在调试通过后我们再改为“#undef DEBUG”语句，提高程序的性能。事实上在标准库里已经存在类似功能的宏：assert，而且更加好用，它还可以在定义DEBUG时指出代码在那一行检查失败，而在没有定义DEBUG时完全可以把它当作不存在。assert(_Expression)的使用非常简单，当_Expression为0时，调试器就可以出现一个调试错误，有了这个好东西代码就容易多了。

程序清单 7 V0.6版程序
void * MyMemMove(void *dst,const void *src,int count)
{
assert(dst);
assert(src);
void *ret=dst;
while (count--)
{
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
return ret;
}

一旦调用者的两个指针参数其中一个为零，就会出现如图1所示的错误，而且指示了哪一行非常容易查错。

到目前为止，在语言层面上，我们的程序基本上没有什么问题了，那么是否真的就没有问题了呢？这就要求程序员从逻辑上考虑了，这也是优秀程序员必须具备的素质，那就是思维的严谨性，否则程序就会有非常隐藏的bug，就这个例子来说，如果用户用下面的代码来调用你的程序。

程序清单 8 重叠的内存测试
void Test()
{
char p [256]= "hello,world!";
MyMemMove(p+1,p,strlen(p)+1);
printf("%s\n",p);
}
如果你身边有电脑，你可以试一下，你会发现输出并不是我们期待的“hhello,world!”（在“hello world！”前加个h），而是“hhhhhhhhhhhhhh”，这是什么原因呢？原因出在源地址区间和目的地址区间有重叠的地方，V0.6版的程序无意之中将源地址区间的内容修改了！有些反映快的同学马上会说我从高地址开始拷贝。粗略地看，似乎能解决这个问题，虽然区间是重叠了，但是在修改以前已经拷贝了，所以不影响结果。但是仔细一想，这其实是犯了和上面一样的思维不严谨的错误，因为用户这样调用还是会出错：
MyMemMove( p, p+1, strlen(p)+1);
所以最完美的解决方案还是判断源地址和目的地址的大小，才决定到底是从高地址开始拷贝还是低地址开始拷贝，所以V0.7顺利成章地出来了。

程序清单 9 V0.7版程序
void * MyMemMove(void *dst,const void *src,int count)
{
assert(dst);
assert(src);
void * ret = dst;
if (dst <= src || (char *)dst >= ((char *)src + count)) {
while (count--) {
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst + 1;
src = (char *)src + 1;
}
}
else {
dst = (char *)dst + count - 1;
src = (char *)src + count - 1;
while (count--) {
*(char *)dst = *(char *)src;
dst = (char *)dst - 1;
src = (char *)src - 1;
}
}
return(ret);
}
经过以上7个版本的修改，我们的程序终于可以算是“工业级”了。