C言語で独自のmemcpy()関数を自作する方法

この記事では、C言語で標準ライブラリのmemcpy()関数と同等の機能を自前で実装する方法を解説します。memcpy()は、あるメモリ領域から別のメモリ領域へデータブロックをコピーするための関数であり、文字列や配列など任意のデータの複製に広く使われています。

memcpy()の基本構文

まず、標準ライブラリにおけるmemcpy()のプロトタイプを確認しておきましょう。

void *memcpy(void *dest, const void *src, size_t num);

• dest：コピー先のメモリ領域へのポインタ
• src：コピー元のメモリ領域へのポインタ（const修飾により書き換え不可）
• num：コピーするバイト数

自作memcpy()の実装方針

独自のmemcpy()を作成するポイントは、引数として受け取った汎用ポインタ（void*）をchar*型にキャストすることです。char型は必ず1バイトであることが規格で保証されているため、charポインタ経由でアクセスすれば、どのような型のデータでも1バイト単位で確実にコピーできます。あとはforループを使い、指定されたバイト数分だけソースからデスティネーションへ順番にデータを転送していきます。

実装例

以下のコードでは、custom_memcpy()という関数を定義し、文字列とint型配列の両方に対して動作を確認しています。

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

void custom_memcpy(void *dest, void *src, size_t n) {
    int i;
    // srcとdestをchar*にキャスト
    char *src_char = (char *)src;
    char *dest_char = (char *)dest;
    for (i = 0; i < n; i++)
        dest_char[i] = src_char[i]; // 1バイトずつ内容をコピー
}

main() {
    // 文字列のコピー例
    char src[] = "Hello World";
    char dest[100];
    custom_memcpy(dest, src, strlen(src) + 1); // 終端の'\0'も含めてコピー
    printf("The copied string is %s\n", dest);

    // int型配列のコピー例
    int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int dest_arr[n], i;
    custom_memcpy(dest_arr, arr, sizeof(arr));
    printf("The copied array is ");
    for (i = 0; i < n; i++)
        printf("%d ", dest_arr[i]);
}

実行結果

The copied string is Hello World
The copied array is 10 20 30 40 50 60 70 80 90

文字列の場合はstrlen(src) + 1とすることで、文字列終端のNULL文字（'\0'）まで含めてコピーしている点に注意してください。配列の場合はsizeof(arr)で配列全体のサイズ（バイト数）を取得することで、全要素をまとめて複製できます。

実装時の注意点

• メモリ領域の重複には非対応： 本実装のように前方から順にコピーする方式では、コピー元とコピー先の領域が重なっている場合、正しく動作しません。重複が起こりうる場合はmemmove()を使用する必要があります。
• コピー先の容量確保： dest側のバッファがnumバイト以上あることを呼び出し側で保証しなければ、バッファオーバーフローが発生します。
• パフォーマンス： 実際の標準ライブラリ実装では、1バイトごとのループではなく、CPUのワード幅（4バイトや8バイト）単位での一括転送など、高速化のための最適化が施されています。