c++ - memcpy 的类型安全 C++ 包装器？

Question

鉴于std::copy (显然对于普通类型)只能实现为 memmove 的包装器(*)，我想知道:

• 当您需要 memcpy 时，是否有标准 C++ 类型安全包装器？ (我数不清有多少次忘记乘以 sizeof。)
• 如果标准中没有任何内容，是否对此有任何建议？如果不是，为什么不呢？
• 提供自动执行 sizeof 乘法的 memcpy 包装器是否存在任何特定障碍？

---

(*):C++ 标准库实现(从 MSVC 2005(!) 到现代 MSVC2015、libc++ 等)衰减 std::copy TriviallyCopyable 类型到 memmove。机器人不到memcpy。因为:

• std::copy(src_first, src_last, destination_first) 定义:

  The behavior is undefined if d_first is within the range [first, last).

  • 只有目标范围的开始 不能在源范围内。允许目标范围 扩展到源范围。也就是说，d_first 可以位于源范围的“左侧”，而目标范围可以延伸到源范围内。

• std::memcpy 的定义是

  If the objects overlap, the behavior is undefined.

  • 也就是说，整个范围不能重叠:这使得 memcpy 成为最快的变体，因为它可以假定源和目标的内存完全不相交。

• 对于std::memmove，定义为:

  The objects may overlap: copying takes place as if the characters were copied to a temporary character array and then the characters were copied from the array to dest.

  • 即源和目的范围可以任意重叠，没有限制。

鉴于此，很明显您可以使用 std::memove 为 TrivialllyCopyable 类型实现 std::copy，因为 memmove 不施加任何限制并且可以在编译时通过类型特征分派(dispatch)到正确的实现 --

但很难根据 memcpy 实现 std::copy，因为 (a) 检查指针范围是否重叠必须在 运行时，以及 (b) 甚至对不相关的内存范围实现运行时检查 could be quite a mess .

所以，这给我们留下了

void* memcpy( void* dest, const void* src, std::size_t count );

一个接口(interface)不太出色的函数，您经常需要将非字符对象的输入计数与其 sizeof 相乘，这完全是无类型的。

但 memcpy 是最快的(并且有相当大的优势，请自行衡量)，当您需要快速复制 TriviallyCopyable 类型时，您可以使用 memcpy。 从表面上看应该很容易用类型安全的包装器包装起来，例如:

template<typename T>
T* trivial_copy(T* dest, T* src, std::size_t n) {
    return static_cast<T*>(std::memcpy(dest, src, sizeof(T) * n));
}

但是，不清楚你是否应该通过 std::is_trival 或类似的方式进行编译时检查，当然可能会有一些讨论是否使用确切的 memcpy 签名令，yadda yadda。

那么我真的必须自己重新发明这个轮子吗？是否讨论过标准？等等

---

Answer 1

根据 docs 阐明 mencpy 和 memove 的区别 memmove 可以将内存复制到与源内存重叠的位置，对于 memcpy，这是未定义的行为。

“对象可能会重叠:复制过程就像将字符复制到临时字符数组，然后将字符从数组复制到目标。”

Is there a Standard C++ type-safe wrapper for the times you need memcpy? (I can't count the number of times I forgot to multiply by sizeof.)

是的，std::copy(也许，在下面解释)

If there's nothing in the standard, have there been any proposals for this? If not, why not?

据我所知，该标准不强制对普通类型的 std::copy 使用 memmove/memcpy。因此，该执行了。例如在 visual studio update 2015 update 2 they did use memmove to speed things up :

"提高了 std::vector 重新分配和 std::copy() 的速度；当它们为普通可复制类型(包括用户定义的类型)调用 memmove() 时，它们的速度提高了 9 倍.”

Are there any specific obstacles in providing a memcpy wrapper that does the sizeof multiplication automatically?

不，实际上您可以使用 std::is_trivial 自行实现

编辑:

根据 this document第 25.3.1 节对 std::copy 实现没有限制，只有复杂性:

Complexity: Exactly last - first assignments.

当您认为 memcpy 使用 cpu 特定指令(并非在所有 cpus 上都可用)来加速内存复制时，这就非常有意义了。