การใช้งาน memset ในภาษา C: วิธีตั้งค่าเริ่มต้นและลบข้อมูลในหน่วยความจำอย่างปลอดภัย

By 佐川 直弘 | Naohiro Sagawa (運営者)

※記事内に広告を含みます。Amazonアソシエイトとして適格販売により収入を得ています。　

1. memset คืออะไร? สรุปและการใช้งาน

memset เป็นหนึ่งในฟังก์ชันจัดการหน่วยความจำที่ใช้ในภาษา C โดยจะใช้สำหรับกำหนดค่าเริ่มต้นให้กับพื้นที่หน่วยความจำที่ต้องการ ด้วยค่าที่ระบุ ฟังก์ชันนี้จะใส่ค่าที่กำหนดลงในบล็อกหน่วยความจำแบบไบต์ต่อไบต์ ซึ่งช่วยให้ล้างหรือกำหนดค่าหน่วยความจำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่วนใหญ่มักใช้สำหรับการกำหนดค่าเริ่มต้นของอาเรย์ หรือการลบข้อมูลสำคัญเพื่อความปลอดภัย

• ตัวอย่าง: กำหนดค่าเริ่มต้นให้อาเรย์, ลบข้อมูลสำคัญ ฯลฯ

หากใช้ฟังก์ชันนี้อย่างถูกต้อง จะช่วยให้การจัดการหน่วยความจำของโปรแกรมมีประสิทธิภาพมากขึ้น และเพิ่มความปลอดภัยให้กับระบบ

2. วิธีใช้ฟังก์ชัน memset เบื้องต้น

2.1 ไวยากรณ์ของฟังก์ชัน memset

รูปแบบพื้นฐานของ memset เป็นดังนี้

#include <string.h>
void *memset(void *buf, int ch, size_t n);

• อาร์กิวเมนต์ที่หนึ่ง (buf): ระบุที่อยู่เริ่มต้นของหน่วยความจำที่ต้องการกำหนดค่า
• อาร์กิวเมนต์ที่สอง (ch): ค่าที่จะนำไปตั้งในหน่วยความจำ (จัดเก็บเป็นไบต์)
• อาร์กิวเมนต์ที่สาม (n): จำนวนไบต์ที่จะกำหนดค่า

2.2 ตัวอย่างการใช้งาน memset

ตัวอย่างพื้นฐานสำหรับการกำหนดค่าให้กับบางส่วนของอาเรย์ด้วยค่าที่ต้องการ

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

int main() {
    char buf[10] = "ABCDEFGHIJ";
    // เขียน '1' จำนวน 3 ไบต์ตั้งแต่ตำแหน่งที่ 2
    memset(buf + 2, '1', 3);
    printf("buf string→%s
", buf); // แสดงผล: "AB111FGHIJ"
    return 0;
}

ตัวอย่างนี้ใช้ memset เพื่อใส่ค่า '1' ลงไป 3 ไบต์ใน buf ตั้งแต่ไบต์ที่ 2 ผลลัพธ์ที่ได้คือ "AB111FGHIJ" ซึ่งตำแหน่งที่ระบุจะถูกแทนที่ด้วย '1'

3. ตัวอย่างการใช้งาน memset ในชีวิตจริง

3.1 การกำหนดค่าเริ่มต้นให้อาเรย์

memset เหมาะสำหรับใช้กำหนดค่าเริ่มต้นให้อาเรย์ทั้งหมด เช่น การตั้งค่าเป็นศูนย์

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

int main() {
    int arr[10];
    memset(arr, 0, sizeof(arr));
    return 0;
}

ในตัวอย่างนี้ อาเรย์ arr จะถูกกำหนดค่าเป็นศูนย์ทุกตำแหน่ง

3.2 การลบข้อมูลในหน่วยความจำเพื่อความปลอดภัย

memset ยังใช้ลบข้อมูลสำคัญ เช่น รหัสผ่าน หรือคีย์เข้ารหัสจากหน่วยความจำด้วย ตัวอย่างต่อไปนี้ใช้ memset เพื่อลบรหัสผ่าน

#include <string.h>

void clearPassword(char *password) {
    // ดำเนินการใช้งานรหัสผ่าน
    memset(password, 0, strlen(password)); // ลบรหัสผ่านให้เป็นศูนย์
}

การลบรหัสผ่านจากหน่วยความจำช่วยเสริมความปลอดภัยของระบบ

3.3 การใช้งานร่วมกับการจองหน่วยความจำแบบไดนามิก

สามารถใช้ memset กำหนดค่าให้หน่วยความจำที่จองด้วย malloc ได้ ตัวอย่างดังนี้

#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main() {
    char *buffer = (char *)malloc(50);
    if (buffer == NULL) {
        return 1; // การจองหน่วยความจำล้มเหลว
    }
    // กำหนดค่าเป็นศูนย์
    memset(buffer, 0, 50);
    free(buffer); // คืนหน่วยความจำ
    return 0;
}

4. ข้อควรระวังในการใช้ memset

4.1 การป้องกัน Buffer Overflow

เมื่อใช้ memset ต้องระวังไม่กำหนดขนาดเกินขนาดจริงของหน่วยความจำที่จัดสรรไว้ มิฉะนั้นอาจเกิดปัญหา buffer overflow ส่งผลกระทบกับหน่วยความจำส่วนอื่น ใช้ sizeof เพื่อระบุขนาดให้ถูกต้อง

char buffer[10];
memset(buffer, 0, sizeof(buffer)); // ขนาดถูกต้อง

4.2 ผลกระทบต่อชนิดข้อมูล

memset จะกำหนดค่าทีละไบต์ หากใช้ค่าอื่นที่ไม่ใช่ศูนย์กับอาเรย์ของตัวเลขหรือ float อาจเกิดผลลัพธ์ที่ไม่ต้องการ โดยเฉพาะกรณีที่ struct มีสมาชิกหลายชนิดข้อมูล ควรใช้อย่างระมัดระวัง

4.3 ผลของการ optimize โดยคอมไพเลอร์

ในบางกรณี เมื่อใช้ memset สำหรับลบข้อมูลสำคัญ คอมไพเลอร์อาจ optimize และลบการเรียก memset ทิ้ง วิธีป้องกันคือใช้คีย์เวิร์ด volatile หรือเลือกใช้ฟังก์ชันที่ปลอดภัยกว่า เช่น memset_s

volatile char *secure_clear = memset(password, 0, strlen(password));

5. เปรียบเทียบ memset กับฟังก์ชันจัดการหน่วยความจำอื่น

5.1 ความแตกต่างกับ memcpy

memset และ memcpy เป็นฟังก์ชันสำหรับจัดการหน่วยความจำ แต่มีวัตถุประสงค์แตกต่างกัน

• memset: กำหนดค่าซ้ำ ๆ ให้กับบล็อกหน่วยความจำ (ค่าคงที่เพียงค่าเดียว)
• memcpy: คัดลอกข้อมูลจากบล็อกหน่วยความจำหนึ่งไปยังอีกบล็อก ใช้สำหรับการคัดลอกข้อมูล ไม่ใช่การกำหนดค่าเริ่มต้น

5.2 เปรียบเทียบกับการใช้ for ลูป

ทั้ง memset และ for ลูป สามารถใช้กำหนดค่าอาเรย์ได้ แต่มีข้อดีข้อเสียต่างกัน

• ข้อดีของ memset: โค้ดกระชับ อ่านง่าย และโดยปกติจะเร็วกว่าการใช้ลูปเพราะคอมไพเลอร์สามารถ optimize ได้
• ข้อดีของ for ลูป: ตั้งค่าที่แตกต่างกันให้แต่ละสมาชิกในอาเรย์ได้ มีความยืดหยุ่นสูง

int array[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    array[i] = i; // กำหนดค่าที่แตกต่างกันในแต่ละตำแหน่ง
}

6. สรุป

memset เป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการกำหนดค่าเริ่มต้นและล้างข้อมูลในหน่วยความจำอย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามควรระวังเรื่องขนาดและชนิดข้อมูลที่ใช้ เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องและปลอดภัย เมื่อใช้อย่างเหมาะสมจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความปลอดภัยให้โปรแกรมของคุณ

7. แหล่งอ้างอิง

• GeekBlocks: วิธีใช้ memset
• bituse: การใช้งานฟังก์ชัน memset