綜述

本節課的主要內容是關于泛型數據的拷貝，雖然是使用C語言實現，并且沒有用到C++中的模板這種泛型編程技術，但是效果卻非常好。本節內容緊接上節所將的字節位拷貝的知識，充分利用了字節拷貝技術。

筆記

由于內容和例子不斷深入，實際核心內容則比較集中，因此這里只進行總結討論。

引例

本節所有的例子都是針對于數據交換來進行的，從最簡單的例子開始，不斷深入。 開始是關于一個最簡單的整數數據的交換實例：

void swap(int a, int b){

        int tmp = a;

        a = b;

        b = tmp;

}

此例子非常簡單，只需要構造一個簡單的中間臨時變量tmp用來存放a的值，并且交換賦值相關的數據，就可以達到交換的目的。

但是，此實例有一個缺陷，就是值傳遞，而不是引用傳遞，這樣，傳遞的值雖然改變，但是只想原始變量的單元卻沒有改變，具體來說就是：

a = 23;

b = 34

swap(a, b);

執行上面一段語句會發現，其實a，b的值并沒有交換，原因和C/C++的參數的值傳遞以及指針傳遞有關系。函數調用的時候，只會拷貝a，b的值，因此調用swap的時候，交換的是形參，實際參數的值并沒有改變。

要實現真正參數傳遞的效果，需要用指針的形式來實現：

void swap(int *vp1, int *vp2) {

    int a = *vp1;

    *vp1 = *vp2;

    *vp2 = *vp1;

}

再次調用swap(&a, &b)的時候，就會修改掉原來的值，因為這里傳遞過去的就是指針，所以，對vp1，vp2的操作 就是對指向單元a，b的操作，所以能夠修改對應的值。

泛型交換與拷貝

上面的例子，只是對某種特定的類型進行交換，比如int類型，如果想對double類型等進行交換，只需要修改其類型為double即可，其他類型類似。 但是考慮到需要對多種不同類型進行交換，是否存在一種通用的方法呢？ 在C++中，可以用模板template技術，然而這里，回想起上節課中講到的字節操作，能否利用字節的拷貝來實現呢？答案是肯定的。

void swap(void *vp1, void *vp2, int size){

    char buffer[size];

    memcpy(buffer, vp1, size);

    memcpy(vp1, vp2, size);

    memcpy(vp2, buffer, size);

}

調用的時候，字號需要給定某個類型，即可實現。比如，通過：

double a = 23.0, b = 34.0;

swap(&a, &b, sizeof(double));

當然，對于結構體也可以通過這種形式來進行拷貝。

關于上面例子的幾點說明：

1. 這里聲明數組的方式，使用的大小size是可變的，這只在某些編譯器中支持，這里只是為了說明字符拷貝的方式，例子的重點在于交換。當然可以使用malloc或者new來動態分配大小可變的空間。
2. 這里使用memcpy(dest, src, size)這個函數來進行內存單元的拷貝，注意此函數并不關心你的數據類型，單純的進行單元的拷貝而已，所以雖然編譯可能通過，但是還需要自己進行判斷和控制。
3. 這個例子的亮點就在于void*的使用，通過它能夠實現泛型，即針對于int，short，char，struct等類型都能夠保證能夠拷貝交換成功。
4. template和這里的區別和優缺點。注意到使用模板的話，編譯后，會為每種類型都生成一種代碼，比如int對應的，float對應的，這樣如果調用次數很多的話，代碼體積會增大，冗余過多。而這里編譯出來就一套代碼，更加簡潔。
5. 這里傳遞一個參數大小size是因為，由于泛型指針void*的存在，所以編譯器并不知道要拷貝多少個字節，所以，需要你手動控制并指定一個大小。

存在的問題

由于編譯器會很容易的放過void*帶來的錯誤，所以如果兩個類型不同的數據調用此函數，就會出現問題：

    double a = 23.0;

    int b = 345;

    swap(&a, &b, sizeof(double));

這里，double和int類型占據的數據空間的大小是不同的，因此，如果單純的直接調用這個函數，就會出錯，簡單的結果就是，截斷拷貝或者多拷貝數據。 比如，int類型拷貝到double數據空間的時候，只有前面2個字節拷貝了，后面的原來double數據的兩個字節仍然保留了；或者說double拷貝到int的時候，可能會多拷貝兩個字節到int后面的數據，造成出錯。具體的方式，與后面一個參數sizeof(double)或者sizeof(int)有關系。

初學者容易犯的錯誤

1. 使用void * tmp = vp1，而不是前面鎖講到的char buffer[size]，這個錯誤的原因是由于不理解void不是一個類型，不像int，double等屬于一個類型，所以錯誤。void 只能用作函數參數，返回值才可行。但是可以使用 void * tmp = (int )&a這類的用法，因為具體的類型即可以賦值給一般的類型，你只有給定了一個具體的類型，才能讓編譯器知道規則，才能編譯通過。
2. 指針的拷貝，何時使用引用地址的問題。一個簡單的例子出發，

char * husband = strdup("Fred"); char * wife = strdup("Wilma");

如果想交換兩人所指向的空間內容，正確的做法是：

swap(&hustband, &wife, sizeof(char *))

也就是說，這里要交換的是指針的地址，交換之后，husband的內容發生了變化，內容變成了原來wife的內容，由于本身是地址，所以內容變了，實際上所只想的地址也變了，現在husband指向原來wife所指向的地址，而wife指向原來husband指向的地址。

一個錯誤的例子就是，swap(husband, wife, &sizeof(char *))，這樣，交換的實際上是他們鎖指向的內容，即存放Fred和Wilama的單元中的內容會交換，而且，由于char *是四個字節，因此交換的就只有四個字節的內容。 為何會如此呢？因為上面的例子，比如要交換a，b單元的內容，傳入的就是a，b的地址&a, &b，同樣，這里我直接傳入指針，當然交換的是他們指向的單元的內容，即兩個字符串。 所以要交換兩個指針的內容，就要交換他們的地址，即指針的地址，指針的指針。

另外一個例子

思考一個下面線性搜索的例子，

int * lsearch(int key ,int* array, int size){

    for (int i = 0; i < size; i++)  

    {

        if(array[i] == key)

            return i;

    }

}

上面的這段代碼，直接返回的就是找到索引的那個下標。

利用位比較的方式來實現

同樣，為了應用上面我們學到的知識，這里想要泛型比較，搜索，如何實現？ 例如，對于這里的int，能否用一個struct，一個double或者其他類型。 答案仍然是肯定的，只不過，我們需要對其中編譯器的工作，比較的大小進行控制而已。

int *lsearch(void *key, void *base, int size, int elementSize){

    for (int i = 0; i < size; i++) {

      void * elemeAddr = (char *)base + i * elementSize; 

      if (memcmp(key, elemeAddr, elementSize) == 0)

        return elemeAddr;

    }       

}

這里的幾個說明點就是，首先，傳入參數的size就是要比較的數組的大小，類型我們不知道，就用void *類型，然后要傳入每一個類型的大小，elementSize，這個標記了每一個數組成員的大小，正因為有這個我們才可以精準的定位到具體的單元，利用for循環來比較每一個單元和key的關系。而這里比較用的memcmp來進行，比較的字節數就是elementSize，傳入兩個指針即可，而比較的指針就是數組的每一個單元的地址，即elemeAddr而已。

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