遗留 c 结构的 std::memcpy 与 std::copy_n

Question

在处理遗留C代码时，我需要读取和复制 C 样式结构的内存位置。 给定一个指向结构的指针，我应该更好地使用 C 风格的std::memcpy还是 C++ std::copy_n ？ 或者它们是等价的？

有一个具体的，虽然微不足道的例子：

#include <cstring>
#include <algorithm>

struct Ctype {
   double x;
   int a;
};

int main()
{
   Ctype a{1, 2};
   auto p = &a;
   auto buffer = reinterpret_cast<decltype(p)>(::operator new(sizeof(a)));


   // Are the two following equivalent and both well-defined?
   std::memcpy(buffer, p, sizeof(a));
   std::copy_n(p, 1, buffer);

   Ctype b{3, 4};
   // Are the two following equivalent and both well-defined?
   std::memcpy(&b, buffer, sizeof(b));
   std::copy_n(buffer, 1, &b);

   delete buffer;
   return 0;
}

问题出现在序列化 C 结构的上下文中。 在具体情况下，我不知道 C 库中定义的Ctype的内容。

一些说明

该示例可能过于简化，显然可以简单地使用b=*buffer 。 然而，我想到的是buffer可以从外部提供，例如它可以是从磁盘读取的数据序列。 然后我需要主动将缓冲区复制到 b 中。

添加

这是一个更接近我的想法的例子。 它使用zlib库从磁盘写入/读取：zlib 函数gzread和gzwrite接受指向要读取/写入的内存缓冲区的void *指针。

#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <fstream>

extern "C" {
#include <zlib.h>
}

struct Ctype {
   double x;
   int a;
};

int main()
{
   Ctype a{1, 2};
   auto p = &a;
   auto buffer = ::operator new(sizeof(a));

   // Are the two following equivalent and both well-defined?
   std::memcpy(buffer, p, sizeof(a));
   std::copy_n(p, 1, static_cast<Ctype *>(buffer));

   // Saving the files
   gzFile f = gzopen("conf.dat", "w");
   gzwrite(f, buffer, sizeof(a));
   gzclose(f);

   Ctype b{3, 4};
   // Reading file
   f = gzopen("conf.dat", "r");
   gzread(f, buffer, sizeof(a));
   gzclose(f);
   // Are the two following equivalent and both well-defined?
   std::memcpy(&b, buffer, sizeof(b));
   std::copy_n(static_cast<Ctype *>(buffer), 1, &b);

   operator delete(buffer);
   return 0;
}

Answer 1

std::copy_n是一个执行复制操作的模板函数。 对于可简单复制的类型（C 风格的结构都应该是可简单复制的），它与memcpy相同 - 并且应该具有相同的性能。

此外，与std::copy_n不同， memcpy不适合不可复制的类型。

Answer 2

当您尝试复制到不包含对象的存储时，第一个代码不正确。 memcpy 和 copy_n 只能更新现有对象，它们不能在空存储中创建对象。 一个简单的解决方法是编写 write auto buffer = new Ctype; （尽管如果您必须使用动态分配，我会建议使用容器进行内存管理）。

解决了这个问题后，您的两种方法对于 C 风格的结构都是等效的（即，其定义在 C 中在语法上是有效的）。 这些是 C++ 中可简单复制的类型的子集。 因此，使用哪个是风格问题； 我更喜欢写：

b = *buffer;

这似乎比函数调用语法更清晰。 memcpy 版本的一个问题是，在未来代码将结构更改为不再可简单复制的情况下，它不会健壮。