程序设计中的环形缓冲区的应用

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程序设计中的环形缓冲区的应用 [复制链接]

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。
1、环形缓冲区的实现原理
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、实例：环形缓冲区的实现
环形缓冲区是数据通信程序中使用最为广泛的数据结构之一，下面的代码，实现了一个环形缓冲区：
/*ringbuf .c*/
＃i nclude
    ＃i nclude
#define NMAX 8
int iput = 0; /* 环形缓冲区的当前放人位置 */
int iget = 0; /* 缓冲区的当前取出位置 */
int n = 0; /* 环形缓冲区中的元素总数量 */
double buffer[NMAX];
/*  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，将绕回到头部。
环形缓冲区的有效地址编号为：0到(NMAX-1)
*/
int addring (int i)
{
        return (i+1) == NMAX ? 0 : i+1;
}
/* 从环形缓冲区中取一个元素 */
double get{void}
{
cnt pos;
if (n>0){
           Pos = iget;
           iget = addring(iget);
           n--;
           return buffer[pos];
}
else {
printf(“Buffer is empty\n”);
return 0.0;
}
/* 向环形缓冲区中放人一个元素*/
void put(double z)
{
if (n
           buffer[iput]=z;
           iput = addring(iput);
           n++;
}
else
printf(“Buffer is full\n”);
}

int main{void)
{
chat opera[5];
double z;
do {
printf(“Please input p|g|e?”);
scanf(“%s”, &opera);
               switch(tolower(opera[0])){
               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(“End\n”);
                  break;
default:
                  printf(“%s - Operation command error! \n”, opera);
}/* end switch */
}while(opera[0] != ’e’);
    return 0;
}

guo159357

51读写u盘源程序和原理图.zip

richiefang

ring buffer的确是一种很实用的数据结构。
在此之上又衍生出了BD链环等适用于网卡驱动程序的数据结构等。