环形缓冲区-白红宇

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<stdio. h>

＃i nclude<ctype. h>

#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<NMAX){

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;

}