c中的数据复制方法直接分配与memcpy

Question

我想从不同的变量中复制数据并将其放在一个数组中，以便进一步处理。

我研究了直接赋值和 memcpy 方法，并认为 memcpy 用于复制完整的缓冲区而不是单个元素。此外，我认为将 memcpy 用于单个字节可能需要时间并浪费 CPU 周期。

您能否从下面的示例中告诉我在这种情况下应该使用什么，因为它在多线程环境中运行（不同的示例）并且变量可能会改变？

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main()
{

    printf("Direct assign method\n");

    uint8_t pack_id = 123;
    uint8_t pack_age = 76;
    uint8_t pack_cmd = 30;

    uint8_t cus_data[3] = {0};

    cus_data[0] = pack_id;
    cus_data[1] = pack_age;
    cus_data[2] = pack_cmd;

    printf("Memcpy method\n");

    pack_id = 112;
    pack_age = 89;
    pack_cmd = 25;

    memcpy(&cus_data[0], &pack_id, sizeof(pack_id));
    memcpy(&cus_data[1], &pack_age, sizeof(pack_age));
    memcpy(&cus_data[2], &pack_cmd, sizeof(pack_cmd));

    return 0;
}

Answer 1

cus_data[0] = pack_id; 永远不会比memcpy(&cus_data[0], &pack_id, sizeof(pack_id)); 慢。但是，如果编译器内联 memcpy 调用，它们可能同样快。

您应该做的而不是担心微优化，而是编写尽可能易读的代码。当您遇到实际的性能问题时，请担心优化。

因为cus_data[0] = pack_id; 是最易读的，所以你应该这样做。

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在这种情况下，因为它是在多线程环境中运行的

没有区别。您需要保护变量免受重入错误的影响，或者您不需要保护它们。这与简单赋值与 memcpy 无关，因为它们都不能保证是原子的。

变量的大小无关紧要，因为 C 语言中的任何内容都不能保证原子访问，除非您使用 C11 _Atomic 和类似的。

Answer 2

几乎每个优化编译器（当然是 gcc、clang 和 icc）都将 memcpy（以及少数其他 libc 函数，例如 memcmp）视为由同名的真正 libc 函数支持的内置函数.

编译器通常只会调用真正的函数，如果使用内联汇编完成工作看起来工作量太大。

复制角色当然不属于该类别。这两个生成same assembly with gcc/clang/icc：

#include <string.h> //compilers generally know about memcpy
//but C still requires that it should be prototyped

void assign_char(char *X)
{
    *X = 'x';
}

void memcpy_char(char *X)
{
    memcpy(X,"x",1);
}

x86_64 输出：

 assign_char:
        mov     BYTE PTR [rdi], 120
        ret
 memcpy_char:
        mov     BYTE PTR [rdi], 120
        ret

你使用哪一个并不重要。 memcpy 版本更通用（也适用于数组，即使在 C 中不能将数组分配给/从），并且允许您规避严格的别名，但编写起来也有点冗长。

Answer 3

大多数现代计算机的地址大小是 8 字节，即 64 位。 您只是不将 8bytes 的地址分配到 1byte(8bit) 存储变量中。

例如 memcpy(&cus_data[0], &pack_id, sizeof(uinit8_t*));

但是，对于一个序列，您执行此操作的次数低于 3 次。 memcpy(&cus_data[0], &pack_id, sizeof(uinit8_t));

memcpy() 函数。是这样的

void memcpy(void *dest, void *src, size_t size) { 
char *c_src = (char *)src; 
char *c_dest = (char *)dest; 
for (int i=0; i<size; i++) 
    c_dest[i] = c_src[i]; 

}

它将 src 一个字节一个字节地复制到 dest。等等..

所以，我喜欢使用 struct，case 1 而不是上面的 进一步的情况2代码复制一个指针一次。

struct PACK{
uint8_t id;
uint8_t age;
uint8_t cmd;

};

int main() {

struct PACK pack = { .id = 123, .age = 76, .cmd = 30 };
uint8_t cus_data[3];

// case 1
memcpy(cus_data, &pack, 3);

// case 2
uint8_t *p = (uint8_t*)&pack;


for(int i=0; i<3; i++)
    printf("%d\n", p[i]);
return 0;

}