环形缓冲区

1. 环形缓冲区的特性

1.先进先出

2. 当缓冲区被使用完，且又有新的数据需要存储时，丢掉历史最久的数据，保存最新的数据

现实中的存储介质都是线性的，因此我们需要做一下处理，才能在功能上实现环形缓冲区

算法说明：
1、pHead和pTail分别是连续存储介质的首地址和尾地址
2、pTail - pHead 的值是环形缓冲区的总长度
3、pValid 是使用区域的起始指针，取数据时的起点，当取数据时pValid要发生偏移
4、pValidTail 是使用区域的的结尾指针，存数据时的起点，当存数据时，pValidTail要发生偏移
5、现有长度为addLen字节要存入,当pValidTail + addLen > pTail 时（超出了缓冲区，这时就要绕到开头pHead）
int len1 = pTail - pValidTail;
int len2 = addLen - len1;
pValidTail = pHead + len2;//新的使用区的尾指针
6、判断总长度是否变更，即是否有数据覆盖pValid所指向的区域，如果有，要偏移pValid

2. 算法验证代码

ringBuffer.c：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include "ringBuffer.h"
#define BUFFER_SIZE  16   //缓冲区的长度,可以修改static u32 validLen;//已使用的数据长度
static u8* pHead = NULL;//环形存储区的首地址
static u8* pTail = NULL;//环形存储区的结尾地址
static u8* pValid = NULL;//已使用的缓冲区的首地址
static u8* pValidTail = NULL;//已使用的缓冲区的尾地址/** 初始化环形缓冲区* 环形缓冲区这里可以是malloc申请的内存,也可以是Flash存储介质* */
void initRingbuffer(void)
{if(pHead == NULL){pHead = (u8*) malloc(BUFFER_SIZE);}pValid = pValidTail = pHead;pTail = pHead + BUFFER_SIZE;validLen = 0;
}/** function:向缓冲区中写入数据* param:@buffer 写入的数据指针* 		 @addLen 写入的数据长度* return:-1:写入长度过大* 		  -2:缓冲区没有初始化* */
int wirteRingbuffer(u8* buffer,u32 addLen)
{if(addLen > BUFFER_SIZE) return -2;if(pHead==NULL) return -1;assert(buffer);//将要存入的数据copy到pValidTail处if(pValidTail + addLen > pTail)//需要分成两段copy{int len1 = pTail - pValidTail;int len2 = addLen - len1;memcpy( pValidTail, buffer, len1);memcpy( pHead, buffer + len1, len2);pValidTail = pHead + len2;//新的有效数据区结尾指针}else{memcpy( pValidTail, buffer, addLen);pValidTail += addLen;//新的有效数据区结尾指针}//需重新计算已使用区的起始位置if(validLen + addLen > BUFFER_SIZE){int moveLen = validLen + addLen - BUFFER_SIZE;//有效指针将要移动的长度if(pValid + moveLen > pTail)//需要分成两段计算{int len1 = pTail - pValid;int len2 = moveLen - len1;pValid = pHead + len2;}else{pValid = pValid + moveLen;}validLen = BUFFER_SIZE;}else{validLen += addLen;}return 0;
}/** function:从缓冲区内取出数据* param   :@buffer:接受读取数据的buffer*		    @len:将要读取的数据的长度* return  :-1:没有初始化*	 	    >0:实际读取的长度* */
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)//需要分成两段copy{int len1 = pTail - pValid;int len2 = len - len1;memcpy( buffer, pValid, len1);//第一段memcpy( buffer+len1, pHead, len2);//第二段，绕到整个存储区的开头pValid = pHead + len2;//更新已使用缓冲区的起始}else{memcpy( buffer, pValid, len);pValid = pValid +len;//更新已使用缓冲区的起始}validLen -= len;//更新已使用缓冲区的长度return len;
}/** function:获取已使用缓冲区的长度* return  :已使用的buffer长度* */
u32 getRingbufferValidLen(void)
{return validLen;
}/** function:释放环形缓冲区* */
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_ */

 测试 main 函数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "ringBuffer.h"
// 主函数
int main()
{char c;int readLen;u8 readBuffer[10];//setvbuf(stdout,NULL,_IONBF,0); //pinrtf、putchar不能立马输出，打开此注释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;
}