寻求无大临时缓冲区的memmove2实现方案及问题命名

函数需求 #

需要实现如下签名的函数：

void *memmove2 ( void *destination, const void *source1, size_t num1, const void *source2, size_t num2 );

该函数需连续将source1的num1字节、source2的num2字节复制到destination中，且所有参数对应的内存区域可任意重叠（目标与任一源、源之间或三者均重叠），所有复制操作必须基于内存的初始状态执行。

示例场景 #

char test[10] = "123456789";
memmove2(test, test + 1, 3, test + 2, 4);

执行后应得到结果"234345689"（前3字节来自初始的test+1，后4字节来自初始的test+2）。

错误方案：连续调用memmove #

如果连续调用标准memmove无法达成目标：

char test[10] = "123456789";
memmove(test, test + 1, 3);
memmove(test + 3, test + 2, 4);

执行后会得到"234445689"——因为第一次memmove会修改test[0]-test[2]，导致第二次memmove读取的test+2已经是被修改后的值，而非初始状态。

简单可靠方案：大缓冲区中转 #

最直接的实现是用与总复制字节数（num1+num2）等大的临时缓冲区，先将两个源的初始数据复制到缓冲区，再统一复制到目标：

char test[10] = "123456789";
char temp[7];
memcpy(temp, test + 1, 3);
memcpy(temp + 3, test + 2, 4);
memcpy(test, temp, 7);

核心问题与解答 #

是否存在无需等大缓冲区的通用方案？ #

无缓冲区（完全原地操作）：不可能实现

因为存在无法避免的冲突场景：当目标区域会覆盖后续需要读取的源数据时，原地复制会提前修改源数据，导致无法获取初始状态的字节。比如前面的示例，若不保存初始的test+2区域，第一次复制source1到目标后，test[2]会被修改为初始的test[3]，后续读取source2的test[2]时就不是初始值了，必然得到错误结果。

小缓冲区（小于总复制字节数）：可行但复杂度极高

可以通过内存区域重叠分析，仅保存那些会被目标提前覆盖的源字节，用更小的缓冲区完成复制，步骤大致如下：

1. 分析目标区域（destination到destination+num1+num2-1）与两个源区域的重叠关系，找出所有会被目标覆盖的源字节（这些字节必须在被覆盖前保存）。
2. 将这些需要保护的字节复制到小缓冲区。
3. 先复制不会被覆盖的源区域到目标。
4. 最后从缓冲区复制被保护的源字节到目标对应位置。

但这种方案需要处理所有可能的重叠组合（目标与src1重叠、目标与src2重叠、src1与src2重叠、三者均重叠等），实现复杂度极高；且在最坏场景下（所有源字节都会被目标覆盖），仍需与总复制字节数等大的缓冲区，无法完全避免内存占用。

该问题的命名 #

这个问题属于多源重叠内存复制（Multi-source overlapping memory copy），也可称为合并式重叠内存迁移，是系统编程中复杂内存重叠操作的一类场景。

工程选择 #

虽然小缓冲区方案在部分场景下能减少内存占用，但大缓冲区方案实现简单、逻辑清晰、可靠性高，是工程实践中的首选方案。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者FrederikVds