C的双缓存队列怎么写

时间: 2023-09-10 10:04:42 浏览: 51
### 回答1: 双缓存队列(Double-Buffer Queue)是一种常用的数据结构,可以在多线程环境下保证数据同步和安全。下面是一个C语言实现的例子: ``` #include <pthread.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #define QUEUE_SIZE 10 #define THREAD_COUNT 2 int buffer1[QUEUE_SIZE]; int buffer2[QUEUE_SIZE]; int in1 = 0; int out1 = 0; int in2 = 0; int out2 = 0; int count = 0; pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER; pthread_cond_t not_full = PTHREAD_COND_INITIALIZER; pthread_cond_t not_empty = PTHREAD_COND_INITIALIZER; void *producer(void *arg) { while (1) { pthread_mutex_lock(&lock); while (count == QUEUE_SIZE) { pthread_cond_wait(&not_full, &lock); } buffer1[in1] = rand() % 100; ++in1; in1 %= QUEUE_SIZE; ++count; pthread_cond_signal(&not_empty); pthread_mutex_unlock(&lock); } return NULL; } void *consumer(void *arg) { while (1) { pthread_mutex_lock(&lock); while (count == 0) { pthread_cond_wait(&not_empty, &lock); } buffer2[in2] = buffer1[out1]; ++in2; in2 %= QUEUE_SIZE; ++out1; out1 %= QUEUE_SIZE; --count; pthread_cond_signal(&not_full); pthread_mutex_unlock(&lock); } return NULL; } int main(void) { pthread_t producers[THREAD_COUNT]; pthread_t consumers[THREAD_COUNT]; int i; for (i = 0; i < THREAD_COUNT; ++i) { pthread_create(&producers[i], NULL, producer, NULL); pthread_create(&consumers[i], NULL, consumer, NULL); } for (i = 0; i < THREAD_COUNT; ++i) { pthread_join(producers[i], NULL); pthread_join(consumers[i], NULL); } return 0; } ``` 在这个例子中 ### 回答2: C的双缓存队列是一种数据结构,它具有两个队列,用于在两个并行执行的线程之间传递数据。其中一个队列作为生产者队列,用于接收生产者线程生成的数据;另一个队列作为消费者队列,用于消费者线程从中读取数据。 下面是一个简单的C语言代码示例,展示了如何实现双缓存队列: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #define SIZE 10 typedef struct { int data[SIZE]; int front; int rear; int count; pthread_mutex_t mutex; pthread_cond_t full; pthread_cond_t empty; } DoubleBufferQueue; // 初始化双缓存队列 void init(DoubleBufferQueue* queue) { queue->front = 0; queue->rear = 0; queue->count = 0; pthread_mutex_init(&queue->mutex, NULL); pthread_cond_init(&queue->full, NULL); pthread_cond_init(&queue->empty, NULL); } // 添加数据到生产者队列 void produce(DoubleBufferQueue* queue, int item) { pthread_mutex_lock(&queue->mutex); while (queue->count >= SIZE) { pthread_cond_wait(&queue->full, &queue->mutex); } queue->data[queue->rear] = item; queue->rear = (queue->rear + 1) % SIZE; queue->count++; pthread_cond_signal(&queue->empty); pthread_mutex_unlock(&queue->mutex); } // 从消费者队列中读取数据 int consume(DoubleBufferQueue* queue) { int item; pthread_mutex_lock(&queue->mutex); while (queue->count == 0) { pthread_cond_wait(&queue->empty, &queue->mutex); } item = queue->data[queue->front]; queue->front = (queue->front + 1) % SIZE; queue->count--; pthread_cond_signal(&queue->full); pthread_mutex_unlock(&queue->mutex); return item; } // 生产者线程函数 void* producer(void* arg) { DoubleBufferQueue* queue = (DoubleBufferQueue*)arg; int i; for (i = 0; i < 20; i++) { produce(queue, i); printf("Produced: %d\n", i); } pthread_exit(NULL); } // 消费者线程函数 void* consumer(void* arg) { DoubleBufferQueue* queue = (DoubleBufferQueue*)arg; int i, item; for (i = 0; i < 20; i++) { item = consume(queue); printf("Consumed: %d\n", item); } pthread_exit(NULL); } int main() { pthread_t producerThread, consumerThread; DoubleBufferQueue queue; init(&queue); pthread_create(&producerThread, NULL, producer, &queue); pthread_create(&consumerThread, NULL, consumer, &queue); pthread_join(producerThread, NULL); pthread_join(consumerThread, NULL); return 0; } ``` 在这个示例中,双缓存队列用于在生产者线程和消费者线程之间传递数字。生产者线程通过调用`produce`函数将数字添加到生产者队列中,消费者线程通过调用`consume`函数从消费者队列中读取数字。通过使用互斥锁和条件变量,实现了生产者和消费者的同步和互斥访问双缓存队列。 ### 回答3: C语言的双缓存队列可以通过定义一个结构体来实现。下面是一个简单的双缓存队列的实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_SIZE 100 typedef struct { int data[MAX_SIZE]; int front; // 指向队列首元素的索引 int rear; // 指向队列最后一个元素的下一个位置的索引 } DoubleBufferQueue; void initQueue(DoubleBufferQueue *queue) { queue->front = 0; // 初始队列首元素的索引为0 queue->rear = 0; // 初始队列最后一个元素的下一个位置的索引为0 } int isEmpty(DoubleBufferQueue *queue) { return queue->front == queue->rear; } int isFull(DoubleBufferQueue *queue) { return (queue->rear + 1) % MAX_SIZE == queue->front; } void enqueue(DoubleBufferQueue *queue, int item) { if (isFull(queue)) { printf("队列已满,无法入队\n"); return; } queue->data[queue->rear] = item; queue->rear = (queue->rear + 1) % MAX_SIZE; } int dequeue(DoubleBufferQueue *queue) { if (isEmpty(queue)) { printf("队列为空,无法出队\n"); return -1; // 返回一个特殊值表示错误 } int item = queue->data[queue->front]; queue->front = (queue->front + 1) % MAX_SIZE; return item; } int main() { DoubleBufferQueue queue; initQueue(&queue); enqueue(&queue, 1); enqueue(&queue, 2); enqueue(&queue, 3); while (!isEmpty(&queue)) { printf("%d ", dequeue(&queue)); } printf("\n"); return 0; } ``` 上述代码在初始化队列时,将队列的首元素和最后一个元素的下一个位置的索引都设置为0。然后,使用`enqueue`函数将元素添加到队列尾部,使用`dequeue`函数从队列头部取出元素。队列满时,无法继续进行入队操作;队列空时,无法继续进行出队操作。

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