如何检查内存块中的所有字节是否为零

Question

我有一块内存块,其中包含固定大小的元素,比如说100个字节,一个接一个地放入,所有内容都有相同的固定长度,所以内存看起来像这样

<element1(100 bytes)><element2(100 bytes)><element3(100 bytes)>...

在某些情况下,我需要确定某个元素的所有字节是否都设置为0字节,因为它具有特殊含义(我没有说这是一个好主意,但这就是我所处的情况).

问题是,我该如何有效地做到这一点.进一步:有一个简单的功能来做到这一点.为了将字节设置为零,我可以使用memset或bzero,但我不知道检查零的任何函数.

目前我正在使用循环进行检查

char *elementStart = memoryBlock + elementNr*fixedElementSize;
bool special = true;
for ( size_t curByteNr=0; curByteNr<fixedElementSize; ++curByteNr )
{
  special &= (*(elementStart+curByteNr)) == 0;
}

当然,我可以使用更大的偏移量循环,并使用mword或其他更适合的更大类型一次检查几个字节.我想这样会很有效率,但我想知道是否有一种功能可以减轻我的负担.

建议功能:

• !memcmp(compareBlock,myBlock,fixedElementSize)

Answer 1

你可能实际上可以使用memcmp而不必分配零值数组,如下所示:

static int memvcmp(void *memory, unsigned char val, unsigned int size)
{
    unsigned char *mm = (unsigned char*)memory;
    return (*mm == val) && memcmp(mm, mm + 1, size - 1) == 0;
}

memcmp的标准没有说明重叠内存区域的任何内容.

Answer 2

显而易见的便携式高效方法是:

char testblock [fixedElementSize];
memset (testblock, 0, sizeof testblock);

if (!memcmp (testblock, memoryBlock + elementNr*fixedElementSize, fixedElementSize)
   // block is all zero
else  // a byte is non-zero

memcmp()大多数实现中的库函数将使用它可以用于大多数比较的最大,最有效的单元大小.

为了提高效率,请不要testblock在运行时设置:

static const char testblock [100];

根据定义,除非有初始化程序,否则静态变量会自动初始化为零.

Answer 3

我不敢相信还没有人发布这个......一个实际上看起来像 C++ 并且不是用于打破别名规则的 UB 的解决方案：

#include <algorithm> // std::all_of
#include <cstddef>   // std::size_t

// You might only need this
bool
memory_is_all_zeroes(unsigned char const* const begin,
                     std::size_t          const bytes)
{
    return std::all_of( begin, begin + bytes,
                        [](unsigned char const byte) { return byte == 0; } );
}

// but here's this as a bonus
template<typename T_Element, std::size_t T_count>
bool
array_is_all_zeroes( T_Element const (& array)[T_count] )
{
    auto const begin = reinterpret_cast<unsigned char const*>(array);
    auto const bytes = T_count * sizeof(T_Element);

    return memory_is_all_zeroes(begin, bytes);
}

int
main()
{
    int const blah[1000]{0};

    return !array_is_all_zeroes(blah);
}

这可能无法满足某些人对效率的假设（这只是假设，直到被分析），但我认为有效和惯用的代码非常有利于它。