C语言使用指针实现一个环形缓冲区,定义的结构体内包含数组,能够进行空、满检测,描述数组的读写过程及能够想到的可能存在bug的风险点。
时间: 2023-07-16 08:15:43 浏览: 78
C 语言中实现环形缓冲区
下面是一个使用指针实现环形缓冲区的C语言代码:
```
#define BUFFER_SIZE 10
typedef struct {
int* buffer;
int* head;
int* tail;
int size;
int count;
} CircularBuffer;
void cb_init(CircularBuffer* cb) {
cb->buffer = (int*) malloc(sizeof(int) * BUFFER_SIZE);
cb->head = cb->buffer;
cb->tail = cb->buffer;
cb->size = BUFFER_SIZE;
cb->count = 0;
}
void cb_free(CircularBuffer* cb) {
free(cb->buffer);
}
void cb_push(CircularBuffer* cb, int value) {
*(cb->head) = value;
cb->head++;
if (cb->head == cb->buffer + cb->size) {
cb->head = cb->buffer;
}
if (cb->count < cb->size) {
cb->count++;
} else {
cb->tail++;
if (cb->tail == cb->buffer + cb->size) {
cb->tail = cb->buffer;
}
}
}
int cb_pop(CircularBuffer* cb) {
if (cb->count == 0) {
return -1;
}
int value = *(cb->tail);
cb->tail++;
if (cb->tail == cb->buffer + cb->size) {
cb->tail = cb->buffer;
}
cb->count--;
return value;
}
int cb_is_empty(CircularBuffer* cb) {
return (cb->count == 0);
}
int cb_is_full(CircularBuffer* cb) {
return (cb->count == cb->size);
}
```
这个环形缓冲区结构体包含一个指向整型数组的指针`buffer`,以及指向头部和尾部的指针`head`和`tail`。`size`表示缓冲区的大小,`count`表示当前缓冲区中元素的数量。
`cb_init`函数用于初始化环形缓冲区,它动态分配了一段内存作为缓冲区,将头部和尾部指针都初始化为缓冲区的起始地址。
`cb_free`函数用于释放环形缓冲区占用的内存。
`cb_push`函数用于向缓冲区中压入元素,它将元素放到头部指针所指向的位置,然后将头部指针向后移动一位。如果头部指针已经到达缓冲区的末尾,则将它移到缓冲区的起始位置。如果缓冲区未满,则将元素数量加一;否则,将尾部指针向后移动一位,且不会改变元素数量。
`cb_pop`函数用于从缓冲区中弹出元素,它将尾部指针所指向的元素取出,然后将尾部指针向后移动一位。如果尾部指针已经到达缓冲区的末尾,则将它移到缓冲区的起始位置。如果缓冲区为空,则返回-1;否则,将元素数量减一。
`cb_is_empty`函数用于判断缓冲区是否为空,如果是,则返回1;否则返回0。
`cb_is_full`函数用于判断缓冲区是否已满,如果是,则返回1;否则返回0。
在读写过程中,需要注意以下几个风险点:
1. 头部指针和尾部指针的移动必须是原子操作,否则可能会导致读写冲突。
2. 在进行空、满检测时,需要保证头部指针和尾部指针的一致性,否则可能会出现误判情况。
3. 在进行元素弹出操作时,需要先检查缓冲区是否为空,否则可能会出现越界访问的情况。
4. 在进行元素压入操作时,需要先检查缓冲区是否已满,否则可能会出现数据覆盖的情况。
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