C 语言 memset

2025年3月17日 | 阅读 7 分钟

C 语言是一种严格编译型编程语言，它是当今编程世界中所有其他语言的基础。换句话说，用 C 语言编写的程序只有在编译后才能运行。C 语言受限于某些参数或函数，但包含一些具有特定用途的不同函数。在本文中，您将了解 C 语言中的 memset() 以及与之相关的其他因素和用例。

什么是 memset()？

memset 函数（“内存设置器”）是 C 语言中的一个标准库函数，用于将内存块以语义方式设置为指定值或用指定值填充。

例如，假设您有一个包含 8 个字符的数组，在声明该数组时会占用 8 字节内存，您的计算机会在系统中堆上分配 8 字节内存。这种内存分配不是随机的。随机化仅在地址空间布局随机化等进程发生时出于示例目的，或者在 0x00 到 0x07 的范围内进行十六进制地址分配。假设您声明了一个 8 个字符的数组，如下所示。

最初，您完全不知道由数组占用的这块内存的内容，因为您没有初始化数组。虽然它可能什么都没有，但可能是您在之前的程序中使用过的旧值，或者内存中的块可能是未定义的。

通常，为了遵循 C 语言的良好实践，最好能完全控制程序中使用的任何内存。因此，您不应该将这 8 字节内存留空，而应该始终用已知值或指定值以及空字节 (\0) 来设置或填充内存。这样，您就可以确保对您定义的数组所占用的内存块进行完全控制。请参阅下图以获得关于所讨论内容的视觉效果。

换句话说，您想要做的就是 memset() 函数块。memset() 函数接受以下参数。该函数接受三个参数：指向内存块的指针、一个整数以及一个 size_t，size_t 是一个无符号整数变量，用于保存数组的任何索引。

第一个参数表示 void 类型的指针，因为内存块最初是空的或即将被填充。void 类型表示该指针可以引用内存，而不考虑其类型。

第二个参数是要填充指针分配的整数。请注意，此参数作为整数参数接收，然后在需要填充内存时将其转换为字符。此转换可确保函数仅保留整数参数所需的 8 位。否则，它可能会占用比所需更多的内存。

第三个参数表示要填充的内存块的给定大小。当指针引用要填充的内存位置时，它不会告诉您应该填充多少内存。因此，传递此参数的主要目的是确保大小正确且为正，以免内存分配出现内存泄漏。

memset() 的返回值

memset() 的默认返回值为 void *（无返回类型的指针）。如果您期望获得传递给这些函数的对象，则可能从 memset() 处一无所获。您可能只会在函数返回并返回调用 memset 函数时传递的相同内存地址的指针后才获得一些输出。

如何使用 memset()？

要在您的程序中使用 memset()，您需要做的第一件事就是包含 string 头文件，如下所示。

一旦在程序中包含 C 语言的 string 库，您就不需要其他任何东西了。您可以直接访问 memset 函数。为了使其更清晰易懂，请考虑以下代码片段，其中包含另外两个库，如 <stdio.h> 和 <stdlib.h>（用于 exit 和 printf）。

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

int main(void)
{
    char memory[8];

    /* Fill the memory block with null bytes */
    memset(memory, '\0', 8);
    printf("%s\
", memory);

    /* Fill the memory block with hashes */
    memset(memory, '#', 8);
    printf("%s\
", memory);

    /* Fill the memory block with dollar signs */
    memset(memory, '$', 8);
    printf("%s\
", memory);

    return (EXIT_SUCCESS);
}

何时使用 memset()？

如前所述，在 C 语言编程中，在分配内存和初始化内存时，严格控制和维护内存始终是最佳实践。如果您不立即初始化，则可能会使用 strcpy 等其他专用函数。strcpy 的正确使用涉及一种新的内存块分配方法，在该方法中，在实际使用字符串的副本之前将其保留。由于它没有被初始化，因此在使用 strcpy 之前可能需要先声明它。在这种情况下，memset() 非常适合填充块或在初始时将其清空。请考虑下面的示例，以了解为什么使用 memset()。

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

int main(void)
{
    char src[7] = "Source";
    char dest[7];

    /* Initialize dest with null bytes for good practice */
    memset(dest, '\0', sizeof(dest));

    /* Before copying */
    printf("String src before copy: %s\
", src);
    printf("String dest before copy: %s\
", dest);

    /* Copy src into dest */
    strcpy(dest, src);

    /* After copying */
    printf("String src after copy: %s\
", src);
    printf("String dest after copy: %s\
", dest);

    return (EXIT_SUCCESS);
}

总而言之，在处理 C 语言和内存分配方法时，memset() 是一个非常值得考虑的工具。简单来说，如果不能初始化，就 memset()。

memset() 的应用

到目前为止，您已经看到了针对特定 memset() 实例的所有相关示例和用例。但是，为了更好地理解，您需要查看将在 memset() 的应用程序中讨论的多个示例。请看下面描述其应用程序的示例。

示例 1

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main() {
    char a[] = {"Hello from JournalDev"};
 
    printf("a = %s\n", a);
     
    printf("Filling the first 5 characters a with 'H' using memset\n");
     
    memset(a, 'H', 5 * sizeof(char));
     
    printf("After memset, a = %s\n", a);
 
    return 0;
}

输出

a = Hello from JournalDev
Filling the first five characters a with 'H' using memset
After memset, a = HHHHH from JournalDev

从前面以及这个例子中可以清楚地看出 memset() 如何处理初始化。在上面的代码中，您可以看到 memset() 如何与定义字符数组或字符串大小的变量一起工作。使用 memset() 函数后，您可以看到给定的字符串中有五个重复的字符 H。

示例 2

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main() {
    char a[] = {"Hello from JournalDev"};
 
    printf("a = %s\n", a);
     
    printf("Filling the last 5 characters a with 'H' using memset\n");
     
    size_t a_len = strlen(a);
     
    //Using an offset of (a + a_len - 5), so that we can
    //fill the last 5 characters
    memset(a + (a_len - 5), 'H', 5 * sizeof(char));
     
    printf("After memset, a = %s\n", a);
 
    return 0;
}

输出

a = Hello from JournalDev
Filling the last five characters a with 'H' using memset
After memset, a = Hello from JournHHHHH

这个例子与前一个例子类似，但有一个引人注目的特点。理解同一程序的变体以及 memset() 的不同用法技巧非常重要。在上面的例子中，您可以看到只填充了偏移位置。在此示例中，唯一的区别是最后五个字符用 H 填充，因为您可以看到内存位置或地址初始化已经完成。

memset() 与 calloc() 与手动迭代

有时，您可以选择使用 memset() 将数组初始化为零。通常，其他函数（如手动迭代或使用 calloc() 函数）存在一些性能问题。还有一些速度问题和内存分配技术很难理解和实现。要了解 memset() 如何解决这些问题，请参阅下面的示例代码，了解为什么使用 memset() 有益，以及如何使用 <time.h> 头文件在 Linux 机器上运行 memset() 和 calloc()。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
 
void* init_with_memset(int* arr, size_t num_locations) {
    // Perform zero initialization with memset
    // on an integer array
    return memset(arr, 0, num_locations * sizeof(int)); 
}
 
void* init_with_calloc(int* arr, size_t num_locations) {
    arr = calloc(num_locations, sizeof(int));
    return arr;
}
 
void* init_with_iteration(int* arr, size_t num_locations) {
    // Naive unoptimized iteration using array indexing
    for (int i=0; i<num_locations; i++) {
        arr[i] = 0;
    }
    return arr;
}
 
int main() {
    // Set the array to -1 initially
    int arr[2560];
    for (int i=0; i<2560; i++)
        arr[i] = -1;
 
    clock_t start_time, end_time;
    double total_time;
 
    start_time = clock();
    // 1000 locations
    init_with_memset(arr, 1000);
    end_time = clock();
    total_time  =  (double) (end_time - start_time);
    total_time =   total_time / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Time for memset() = %.6f seconds\n", total_time);
     
    start_time = clock();
    // 1000 locations
    init_with_calloc(arr, 1000);
    end_time = clock();
    total_time  =  (double) (end_time - start_time);
    total_time =   total_time / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Time for calloc() = %.6f seconds\n", total_time);
     
    start_time = clock();
    // 1000 locations
    init_with_iteration(arr, 1000);
    end_time = clock();
    total_time  =  (double) (end_time - start_time);
    total_time =   total_time / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("Time for naive iteration = %.6f seconds\n", total_time);
 
    return 0;
}

输出

Time for memset() = 0.000002 seconds
Time for calloc() = 0.000005 seconds
Time for naive iteration = 0.000006 seconds

在上面的例子中，您可以轻松地观察到并理解，memset() 的速度是手动迭代和 calloc() 的三倍。它的速度之所以如此之快，是因为它已经针对 C 编译器提供的体系结构进行了优化，速度会自动提高。

结论

俗话说，“当你不初始化时，就 memset()”。这句谚语通常谈论 memset() 相对于 calloc() 或手动迭代等其他方法的优势。在本文中，您了解了在数组空间空闲或未使用时如何处理此类初始化问题。您在本文中找到的问题和解决方案告诉您，在使用 C 语言进行内存分配时，memset() 可以是一个重要的方面。

下一主题C 语言中的 ASCII 表

C 语言 memset

什么是 memset()？

memset() 的返回值

如何使用 memset()？

何时使用 memset()？

memset() 的应用

memset() 与 calloc() 与手动迭代

结论

联系信息

关注我们

教程

面试题

在线编译器

Python

Java

.Net Framework

AI, ML and Data Science

Cloud Technology

B.Tech and MCA

Web Technology

PHP

Software Testing

Technical Interview

Java Interview

Python

Web Interview

Database Interview

B.Tech / MCA

Important Interview

Software Testing Interview

Company Interviews

Online Compilers

Multiple Choice Questions

C 语言教程

C 语言控制语句

C 语言函数

C 语言数组

C 语言指针

C 语言动态内存

C 语言字符串

C 语言数学

C 语言结构体和联合体

C 语言文件处理

C 语言预处理器

C 语言命令行

C 语言程序

C 语言面试

选择题

C 语言编程测试

C 语言基础测试

C 语言控制语句测试

C 语言函数测试

C 语言数组测试

C 语言指针测试

C 语言字符串测试

C 语言结构体测试

C 语言预处理器测试

数学

C 语言杂项

C 语言 memset

什么是 memset()？

memset() 的返回值

如何使用 memset()？

何时使用 memset()？

memset() 的应用

memset() 与 calloc() 与手动迭代

结论

相关帖子

C 语言类型限定符

C 语言 volatile 关键字

C 语言随机函数

C 语言中使用函数查找一维数组的中位数

C 语言用户自定义函数

C 语言增量和减量运算符

C 语言空心菱形图案

C 语言垃圾回收

C 语言中向数组添加元素

C 语言 ASCII 表

订阅 Tpoint Tech

联系信息

关注我们

教程

面试题

在线编译器