環形緩沖區

1. 環形緩沖區的特性

1.先進先出

2. 當緩沖區被使用完，且又有新的數據需要存儲時，丟掉歷史最久的數據，保存最新的數據

現實中的存儲介質都是線性的，因此我們需要做一下處理，才能在功能上實現環形緩沖區

算法說明：
1、pHead和pTail分別是連續存儲介質的首地址和尾地址
2、pTail - pHead 的值是環形緩沖區的總長度
3、pValid 是使用區域的起始指針，取數據時的起點，當取數據時pValid要發生偏移
4、pValidTail 是使用區域的的結尾指針，存數據時的起點，當存數據時，pValidTail要發生偏移
5、現有長度為addLen字節要存入,當pValidTail + addLen > pTail 時（超出了緩沖區，這時就要繞到開頭pHead）
int len1 = pTail - pValidTail;
int len2 = addLen - len1;
pValidTail = pHead + len2;//新的使用區的尾指針
6、判斷總長度是否變更，即是否有數據覆蓋pValid所指向的區域，如果有，要偏移pValid

2. 算法驗證代碼

ringBuffer.c：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include "ringBuffer.h"
#define BUFFER_SIZE  16   //緩沖區的長度,可以修改static u32 validLen;//已使用的數據長度
static u8* pHead = NULL;//環形存儲區的首地址
static u8* pTail = NULL;//環形存儲區的結尾地址
static u8* pValid = NULL;//已使用的緩沖區的首地址
static u8* pValidTail = NULL;//已使用的緩沖區的尾地址/** 初始化環形緩沖區* 環形緩沖區這里可以是malloc申請的內存,也可以是Flash存儲介質* */
void initRingbuffer(void)
{if(pHead == NULL){pHead = (u8*) malloc(BUFFER_SIZE);}pValid = pValidTail = pHead;pTail = pHead + BUFFER_SIZE;validLen = 0;
}/** function:向緩沖區中寫入數據* param:@buffer 寫入的數據指針* 		 @addLen 寫入的數據長度* return:-1:寫入長度過大* 		  -2:緩沖區沒有初始化* */
int wirteRingbuffer(u8* buffer,u32 addLen)
{if(addLen > BUFFER_SIZE) return -2;if(pHead==NULL) return -1;assert(buffer);//將要存入的數據copy到pValidTail處if(pValidTail + addLen > pTail)//需要分成兩段copy{int len1 = pTail - pValidTail;int len2 = addLen - len1;memcpy( pValidTail, buffer, len1);memcpy( pHead, buffer + len1, len2);pValidTail = pHead + len2;//新的有效數據區結尾指針}else{memcpy( pValidTail, buffer, addLen);pValidTail += addLen;//新的有效數據區結尾指針}//需重新計算已使用區的起始位置if(validLen + addLen > BUFFER_SIZE){int moveLen = validLen + addLen - BUFFER_SIZE;//有效指針將要移動的長度if(pValid + moveLen > pTail)//需要分成兩段計算{int len1 = pTail - pValid;int len2 = moveLen - len1;pValid = pHead + len2;}else{pValid = pValid + moveLen;}validLen = BUFFER_SIZE;}else{validLen += addLen;}return 0;
}/** function:從緩沖區內取出數據* param   :@buffer:接受讀取數據的buffer*		    @len:將要讀取的數據的長度* return  :-1:沒有初始化*	 	    >0:實際讀取的長度* */
int readRingbuffer(u8* buffer,u32 len)
{if(pHead==NULL) return -1;assert(buffer);if(validLen ==0) return 0;if( len > validLen) len = validLen;if(pValid + len > pTail)//需要分成兩段copy{int len1 = pTail - pValid;int len2 = len - len1;memcpy( buffer, pValid, len1);//第一段memcpy( buffer+len1, pHead, len2);//第二段，繞到整個存儲區的開頭pValid = pHead + len2;//更新已使用緩沖區的起始}else{memcpy( buffer, pValid, len);pValid = pValid +len;//更新已使用緩沖區的起始}validLen -= len;//更新已使用緩沖區的長度return len;
}/** function:獲取已使用緩沖區的長度* return  :已使用的buffer長度* */
u32 getRingbufferValidLen(void)
{return validLen;
}/** function:釋放環形緩沖區* */
void releaseRingbuffer(void)
{if(pHead!=NULL) free(pHead);pHead = NULL;
}

ringBuffer.h

#ifndef RINGBUFFER_H_
#define RINGBUFFER_H_
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u32;void initRingbuffer(void);
int wirteRingbuffer(u8* buffer,u32 len);
int readRingbuffer(u8* buffer,u32 len);
u32 getRingbufferValidLen(void);
void releaseRingbuffer(void);#endif /* RINGBUFFER_H_ */

?測試 main 函數

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "ringBuffer.h"
// 主函數
int main()
{char c;int readLen;u8 readBuffer[10];//setvbuf(stdout,NULL,_IONBF,0); //pinrtf、putchar不能立馬輸出，打開此注釋initRingbuffer();printf("Please enter a line [blank line to terminate]> ");do{c=getchar();putchar(c);switch(c){case 'Q':goto exit;break;case 'R':readLen = readRingbuffer(readBuffer,10);printf("readRingbuffer len:%d\n",readLen);if(readLen > 0){printf("readRingbuffer:");for(int i=0;i<readLen;i++){printf("%c ",(char)readBuffer[i]);}printf("\n");}break;default :if(c!='\n') wirteRingbuffer((u8*)&c,1);break;}}while (1);exit:releaseRingbuffer();printf("exit.\n");return 0;
}