循环buffer的学习

其他 2018-09-04 13:34:28 阅读次数: 0
版权声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/Peter_tang6/article/details/77127232

这几天在做一些笔试题的时候，遇见了一个关于读写循环缓冲区的题目，然后通过学习，这篇文章大致总结一下对循环buffer的认识。

这里写图片描述

首先循环buffer是一个可以无限循环读写的缓冲区，上图是一个初始化的循环缓冲区。当然，当循环缓冲区满了的时候是不允许继续写的，应为里面的内容还没被读取，如果满了还继续写的话就会覆盖我们还没读取到的数据，造成数据丢失，然后下面是一个对我们循环缓冲区的初始化

typedef struct ring_buffer{
    unsigned char* bufBase;     //Base address
    int            bufLen;      //Buffer Len
    int            writeIdx;     //Write position
    int            readIdx;  //Read position
} RING_BUFFER;

当我们对其进行读写的时候，相应的读写指针就会发生偏移，然后因为要求先写再读，就相当于是一个读指针在追着写指针走，因此这两个读写函数的内容应该是大致相同的，而对于如何让这个buffer循环起来，是个难点，这里直接给出我们的读写函数：

int ringBuf_write(RING_BUFFER* pRingBuf, unsigned char* pSrcBuf, unsigned int len)
{
    int total;
    int i;

    total = rb_free_size(pRingBuf);
    if(len > total)
        len = total;
    else
        total = len;

    i = pRingBuf->writeIdx;    //i记录我们写指针的偏移
    if(i + len > pRingBuf->bufLen)    //判断buffer的容量是否满了
    {
        memcpy(pRingBuf->bufBase + i, pSrcBuf, pRingBuf->bufLen - i);   //将我们的内容直接拷贝到偏移位置将我们的buffer填满
        pSrcBuf += pRingBuf->bufLen - i;   //获取要拷贝的buf地址
        len -= pRingBuf->bufLen - i;       //计算多出来的长度
        i = 0;
    }
    memcpy(pRingBuf->bufBase + i, pSrcBuf, len);     //将多出来的长度的内容搬到基址开始，从我们的buf中继续写过来，实现循环
    pRingBuf->writeIdx = i + len;        //移动我们的写指针
    return total;
}

int ringBuf_read(RING_BUFFER* pRingBuf, unsigned char* pSrcBuf, unsigned int len)
{
    int total;
    int i;

    total = rb_data_size(pRingBuf);

    if(len > total)
        len = total;
    else
        total = len;

    i = pRingBuf->readIdx;
    if(i + len > pRingBuf->bufLen)
    {
        memcpy(pSrcBuf, pRingBuf->bufBase + i, pRingBuf->bufLen - i);  //将循环buffer中的内容读到我们的buf中。
        pSrcBuf += pRingBuf->bufLen - i;
        len -= pRingBuf->bufLen - i;
        i = 0;
    }


    memcpy(pSrcBuf, pRingBuf->bufBase + i, len);
    pRingBuf->readIdx = i + len;

    return total;
}

这里写图片描述

下面给出完整的代码：

/*********************************************************************************
 *      Copyright:  (C) 2017 tangyanjun<[email protected]>
 *                  All rights reserved.
 *
 *       Filename:  ring_buffer.c
 *    Description:  This file 
 *                 
 *        Version:  1.0.0(08/10/2017)
 *         Author:  tangyanjun <[email protected]>
 *      ChangeLog:  1, Release initial version on "08/10/2017 01:25:49 PM"
 *                 
 ********************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct ring_buffer{
    unsigned char* bufBase;     //Base address
    int            bufLen;      //Buffer Len
    int            writeIdx;    //Write position
    int            readIdx;     //Read position
} RING_BUFFER;


void rb_init(RING_BUFFER *ring, unsigned char* buff, int size)
{
    memset(ring, 0, sizeof(RING_BUFFER));
    ring->readIdx = 0;
    ring->writeIdx = 0;
    ring->bufBase = buff;
    ring->bufLen = size;
}

int rb_data_size(RING_BUFFER* rb)
{
    return ((rb->writeIdx - rb->readIdx) & (rb->bufLen - 1));
}

int rb_free_size(RING_BUFFER* rb)
{
    return (rb->bufLen - 1 - rb_data_size(rb));
}

int ringBuf_write(RING_BUFFER* pRingBuf, unsigned char* pSrcBuf, unsigned int len)
{
    int total;
    int i;

    total = rb_free_size(pRingBuf);
    if(len > total)
        len = total;
    else
        total = len;

    i = pRingBuf->writeIdx;    //i记录我们写指针的偏移
    if(i + len > pRingBuf->bufLen)    //判断我们写的字节数是否大于整个buffer长度
    {
        memcpy(pRingBuf->bufBase + i, pSrcBuf, pRingBuf->bufLen - i);   //将我们的内容直接拷贝到偏移位置
        pSrcBuf += pRingBuf->bufLen - i;
        len -= pRingBuf->bufLen - i;
        i = 0;
    }
    memcpy(pRingBuf->bufBase + i, pSrcBuf, len);    
    pRingBuf->writeIdx = i + len;
    return total;
}

int ringBuf_read(RING_BUFFER* pRingBuf, unsigned char* pSrcBuf, unsigned int len)
{
    int total;
    int i;

    total = rb_data_size(pRingBuf);

    if(len > total)
        len = total;
    else
        total = len;

    i = pRingBuf->readIdx;
    if(i + len > pRingBuf->bufLen)
    {
        memcpy(pSrcBuf, pRingBuf->bufBase + i, pRingBuf->bufLen - i);
        pSrcBuf += pRingBuf->bufLen - i;
        len -= pRingBuf->bufLen - i;
        i = 0;
    }


    memcpy(pSrcBuf, pRingBuf->bufBase + i, len);
    pRingBuf->readIdx = i + len;

    return total;
}

void rb_clear(RING_BUFFER *rb)
{
    memset(rb->bufBase, 0, rb->bufLen);
    rb->readIdx = 0;
    rb->writeIdx = 0;
}

unsigned char rb_peek(RING_BUFFER* rb, int index)
{
    assert(index < rb_data_size(rb));

    return rb->bufBase[((rb->readIdx + index) % rb->bufLen)];
}


int main(int argc, char **argv)
{
    RING_BUFFER* ring = (RING_BUFFER*)malloc(sizeof(RING_BUFFER));
    unsigned char buff[16] = "";
    unsigned char buff1[20] = "abcdefghijklmnopqrs";
    unsigned char buff2[20] = "";
    rb_init(ring, buff, sizeof(buff));

    printf("初始化后的数据长度：%d\n", rb_data_size(ring));
    printf("初始化后的剩余空间：%d\n", rb_free_size(ring));
    printf("初始化后的写指针位置：%d\n", ring->writeIdx);
    printf("初始化后的读指针位置：%d\n", ring->readIdx);

    printf("----------------------------\n");

    ringBuf_write(ring, buff1, 8);

    printf("写进去的数据：%s\n", ring->bufBase);
    printf("数据长度：%d\n", rb_data_size(ring));
    printf("剩余空间：%d\n", rb_free_size(ring));
    printf("写指针位置：%d\n", ring->writeIdx);
    printf("读指针位置：%d\n", ring->readIdx);

    printf("-------------------------\n");


    ringBuf_write(ring, &buff1[8], 6);
    printf("写进去的数据：%s\n", ring->bufBase);
    printf("数据长度：%d\n", rb_data_size(ring));
    printf("剩余空间：%d\n", rb_free_size(ring));
    printf("写指针位置：%d\n", ring->writeIdx);
    printf("读指针位置：%d\n", ring->readIdx);

    printf("-------------------------\n");

    ringBuf_read(ring, buff2, 7);
    printf("读的数据：%s\n", buff2);
    printf("数据长度：%d\n", rb_data_size(ring));
    printf("剩余空间：%d\n", rb_free_size(ring));
    printf("写指针位置：%d\n", ring->writeIdx);
    printf("读指针位置：%d\n", ring->readIdx);

    printf("------------------------\n");

    ringBuf_write(ring, buff1, 5);
    printf("数据长度：%d\n", rb_data_size(ring));
    printf("剩余空间：%d\n", rb_free_size(ring));
    printf("写指针位置：%d\n", ring->writeIdx);
    printf("读指针位置：%d\n", ring->readIdx);

    printf("--------------------\n");

    ringBuf_read(ring, buff2, 7);
    printf("读的数据：%s\n", buff2);
    printf("数据长度：%d\n", rb_data_size(ring));
    printf("剩余空间：%d\n", rb_free_size(ring));
    printf("写指针位置：%d\n", ring->writeIdx);
    printf("读指针位置：%d\n", ring->readIdx);

    printf("------------------------\n");

    printf("\n");
    rb_clear(ring);
    free(ring);
    return 0;
}

[tangyanjun@VM_216_80_centos ring_buffer]$ a.out 
初始化后的数据长度：0
初始化后的剩余空间：15
初始化后的写指针位置：0
初始化后的读指针位置：0
----------------------------
写进去的数据：abcdefgh
数据长度：8
剩余空间：7
写指针位置：8
读指针位置：0
-------------------------
写进去的数据：abcdefghijklmn
数据长度：14
剩余空间：1
写指针位置：14
读指针位置：0
-------------------------
读的数据：abcdefg
数据长度：7
剩余空间：8
写指针位置：14
读指针位置：7
------------------------
数据长度：12
剩余空间：3
写指针位置：3
读指针位置：7
--------------------

这个循环buffer这里只做测试用，根据读写指针的位置变化可以判断我们的循环是否完成。在实际的运用当中和这里不同，下篇文章将运用这个来学习一下PV操作以及 生产者——消费者的操作。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/Peter_tang6/article/details/77127232
今日推荐
周排行
Leetcode简单题61~80
解决zookeeper磁盘IO高的问题
多线程相关方法详解
Maven-setting.xml文件详解
Maven 项目的 classpath 理解
渊亭科技大数据笔试题
配置JVM内存分配
计算机网络个人学习笔记 （三）网络层 ：第三部分 连载
js中两个等号(==)和三个等号(===)的区别
用C程序自动打开电脑上的程序
每日归档
更多
2024-09-18(0)
2024-09-17(0)
2024-09-16(0)
2024-09-15(0)
2024-09-14(0)
2024-09-13(0)
2024-09-12(0)
2024-09-11(0)
2024-09-10(0)
2024-09-09(0)

代码天地 © 2018 codetd.com

境外服务器   最新电视剧2022