dyli之环形缓冲区初探

1、环形缓冲区ringbuffer原理

 

在通信程序中，经常使用环形缓冲区作为数据结构来存放通信中发送和接收的数据。环形缓冲区是一个先进先出的循环缓冲区，可以向通信程序提供对缓冲区的互斥访问。

 

环形缓冲区通常有一个读指针和一个写指针。读指针指向环形缓冲区中可读的数据，写指针指向环形缓冲区中可写的缓冲区。通过移动读指针和写指针就可以实现缓冲区的数据读取和写人。在通常情况下，环形缓冲区的读用户仅仅会影响读指针，而写用户仅仅会影响写指针。如果仅仅有一个读用户和一个写用户，那么不需要添加 互斥保护机制就可以保证数据的正确性。如果有多个读写用户访问环形缓冲区，那么必须添加互斥保护机制来确保多个用户互斥访问环形缓冲区。

 

图1、图2和图3是一个环形缓冲区的运行示意图。图1是环形缓冲区的初始状态，可以看到读指针和写指针都指向第一个缓冲区处；图2是向环形缓冲区中添加了一个数据后的情况，可以看到写指针已经移动到数据块2的位置，而读指针没有移动；图3是环形缓冲区进行了读取和添加后的状态，可以看到环形缓冲区中已经添加了两个数据，已经读取了一个数据。

 

   

 

 

2、dyli修改版程序

 

/********************ringbuf .c*************************/

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
#define MAXNUM 3

int currentInputPlace=0;//环形缓冲区的当前放入位置,初始为0

int currentOutputPlace=0;//环形缓冲区的当前取出位置,初始为0

int n=0;    //环形缓冲区中的当前可用元素的总数量,初始为0

double buffer[MAXNUM];


/***************************************************************************************************
    环形缓冲区的地址编号计算函数，如果到达唤醒缓冲区的尾部 ，将绕回头部。
    环形缓冲区的有效地址编号为:0-->(MAXNUM-1)
**************************************/
int addMemberToRing(int i)
{
    return (i+1) == MAXNUM?0:i+1;
                                    /*是否到环形的尾部，是：返回0；否：返回一个缓冲区的编号*/
}


/**************************************************************************************************
    从环形缓冲区中取一个元素
*************************************/
double get(void)
{
    int pos;
    if(n>0)
    {
        pos=currentOutputPlace;//从第0个位置开始

        currentOutputPlace=addMemberToRing(currentOutputPlace);//

        n--;    //当前可用元素少一个

        return buffer[pos];
    }
    else
    {
        printf("dyli find Buffer is empty \n");
        return 0.0;
    }
}


/**************************************************************************************************
    向环形缓冲区放入一个元素
*************************************/
void put(double z)
{
    if(n<MAXNUM)
    {
        buffer[currentInputPlace]=z;//将元素填入

        currentInputPlace=addMemberToRing(currentInputPlace);//当前输入位置下移一个

        n++;//当前可用元素多一个

    }
    else//达到8个则提醒缓冲区已满

    {
        printf("dyli find Buffer is full \n");
    }
}


/**************************************************************************************************
    main()
*************************************/
int main(void)
{
    char opera[5];
    double z;
    do{
        printf("dyli ask you to input p|g|e?");
        scanf("%s",&opera);
        switch(tolower(opera[0]))//函数将tolower()可以将字符串转换成小写字母

        {
            case 'p':/* put */
                    printf("Please input a float number:");
                    scanf("%lf",&z);
                    put(z);
                    break;
            case 'g':/* get */
                    z=get();
                    printf("%8.2f from buffer \n",z);
                    break;
            case 'e':
                    printf("dyli say :The end.\n");
                    break;
            default :
                    printf("%s --yout operator command error !\n",opera);
        }/*end of switch*/
    }while(opera[0]!='e');
    return 0;
}

 

运行结果：

[root@localhost ringbuf]# ./ringbuf

dyli ask you to input p|g|e?p

Please input a float number:1

dyli ask you to input p|g|e?p

Please input a float number:2

dyli ask you to input p|g|e?p

Please input a float number:3

dyli ask you to input p|g|e?p

Please input a float number:4

dyli find Buffer is full

dyli ask you to input p|g|e?g

    1.00 from buffer

dyli ask you to input p|g|e?g

    2.00 from buffer

dyli ask you to input p|g|e?g

    3.00 from buffer

dyli ask you to input p|g|e?g

dyli find Buffer is empty

    0.00 from buffer

dyli ask you to input p|g|e?e

dyli say :The end.

[root@localhost ringbuf]#