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memcpy vs strcpy vs strlen

时间：2010-08-05

来源：互联网

------ 理论篇

1. 逐byte

如果是C代码编写的最verbose版本：

void* memcpy(void* dst, void const* src, size_t n) {
char *d=dst, *s=src;
for (;--n; *d++=*s++);
return dst;
}
char* strcpy(char* dst, char const* src) {
char* d=dst;
while (*d++=*src++);
return dst;
}
size_t strlen(char const* s) {
char const* p=s;
while (*p++);
return p-s-1;
}

复制代码

那不会相差太多。
需要注意的是， gcc -O2和-O3生成的memcpy的代码会很不相同（下面会解释）
具体是什么-O3中的哪个选项触发的这个优化我就不知道了……

2. 多byte

一些memcpy, strcpy, strlen都不是像上面那样逐byte复制或比较，而是尽可能一次比较一个机器字。
若要按机器字复制，就需要考虑对齐问题； strxxx还需要考虑0检测问题。

2.1 memcpy

例如memcpy，若有适当的对齐，就可以按int32或者int64复制。
gcc -O3 memcpy就会生成： "对齐检测 -> 按适当对齐复制" 的代码，而不是单纯的逐byte复制。

有适当对齐下： gcc中用int64会比int32更快一些， msvc两者差不多。

2.2 strcpy

strcpy也首先需要计算一个合适的对齐，然后按最适合的数据类型复制。
它比memcpy要多考虑的一个问题就是0byte检测。

它慢（源代码实现）也慢在这个地方。
memcpy有长度，所以可以准确知道循环次数。
strcpy没有长度， 0byte检测虽然有较高效的bit算法，但还是不如和counter比较来得快。

2.3 合适的对齐

memcpy和strcpy需要计算dst和src最合适的复制类型。

例如： dst=16, src=64。
那么两者可以按1、2、4、8、16字节复制。
可以根据平台上的特点，选择合适的数据类型（比如32位平台上也许没有16字节的整数类型， 8字节不一定比4字节快）

dst=17, src=65，那么首先复制1个byte，然后按上面处理。
dst=18, src=66，那么前2个byte可以一次复制2byte或者复制2次1byte，看哪个快，然后按上面处理。

所以，在最差的情况下， memcpy和strcpy都只能按byte复制，例如 dst=x, src=x+2^n-1。

而strlen和它们不同的是， strlen只需要考虑一个串的对齐。
在长度足够的情况下， strlen总是可以将两头单独处理，中间按最高效的整数类型检测。

------ 实际篇

实际情况是：
在i386下，逐机器字比逐byte快。
即使没有对齐（i386可以处理整数未对齐）速度会降低，但还是比byte快。

而且i386上有串复制指令。

所以，比较它们的效率的时候，需要注意的问题之一就是：

0. 比较libc的版本，而不是C写的版本。

另外一些问题：

1. 加入对长串的比较

短串可能赚不回处理零碎部分带来的损失。

2. 比较misalignment的情况

这个其实很简单， malloc返回的是对齐的。
dst=malloc( ... );
src=malloc( ... );
xxxcpy(dst+1, src, ... );
就会让xxxcpy很痛苦。

3. 检测cache情况

有些malloc（甚至calloc）的实现在实际访问内存前，是不会分配物理内存的。
所以，对先被测试的函数来说总是不公平的，它会引发多得多的页错误。
比较的不是memcpy和strcpy的比较，而是它们和页置换算法+memcpy的比较。

可以考虑将相同的动作执行连续执行2（多）次，取后一次（第2次之后的综合）结果。

作者: OwnWaterloo 发布时间: 2010-08-05

總結貼迅速占位圍觀

作者: daybreakcx 发布时间: 2010-08-05

寫複雜了，根本沒必要扯上strlen……

真正的總結版本：

1. 一次性複製多個byte可能會比逐byte複製快
2. 一次複製多個byte，會造成檢測結束條件變化
3. memcpy依然是檢測counter， strcpy就需要檢測word中是否含有0byte —— 差異
4. 兩者可能都不是由C實現的， i386上， memcpy受的照顧比strcpy要多。

作者: OwnWaterloo 发布时间: 2010-08-05

google code search上找的strcpy貌似大都是直接逐字節操作的，沒看到的0byte檢測的
具體較快的0byte檢測怎麽弄，給個關鍵字啥的，謝謝