[置顶] C语言循环数组做FIFO队列--一些认识

C语言循环数组做FIFO队列

在做通信时，FIFO队列queue是非常好用的，先完成接收通信把接收的数据存在队列里；然后再进行先进先出逐项处理。

C语言用循环数组，通过读位置和写位置循环来实现FIFO队列功能。即数组队列。

1 以1个字节为单位的数组队列的数据结构

使用数组队列，为了方便判断队列空和队列满，使用不完全填满队列，即保留一个元素始终不用

下面是两个例子

char usart1_rev_buf[USART1_BUFFER_MAX_SIZE] = {0};     //usart receive buffer.
unsigned short usart1_r = 0;                           //usart receive buffer read position.
unsigned short usart1_w = 0;                           //usart receive buffer write position.

char sendBufForUsart[SEND_BUF_MAX_SIZE] = {0};         //usart send buffer.
unsigned short sendWrite = 0;                          //usart send buffer write position.
unsigned short sendRead = 0;                           //usart send buffer read position.

记住：

sendRead 是下一个将要读取的位置，现在还未读取。

     相当于队列头front，可执行delete操作。

sendWrite 是下一个将要写入的位置，现在还未写入。

     相当于队列尾rear，可执行insert操作。

保留不用的元素位置是(( sendRead+SEND_BUF_MAX_SIZE-1)%SEND_BUF_MAX_SIZE)。

判断队列空？          sendRead == sendWrite

判断队列满？        (sendWrite+1)%SEND_BUF_MAX_SIZE == sendRead

写操作

WrData为待写入的字节内容，WrBuf为待写入的内容buf，WrLen为待写的长度。

写一个字节

          if ((usart1_w+1)%USART1_BUFFER_MAX_SIZE != usart1_r)
          {
               usart1_rev_buf[usart1_w] = WrData;
               usart1_w = (usart1_w+1) % USART1_BUFFER_MAX_SIZE;
          }  

写多个字节

unsigned short emptyLen;
unsigned short tmpAddr;
unsigned short tmpLen;

emptyLen = (sendRead+SEND_BUF_MAX_SIZE-(sendWrite+1)) % SEND_BUF_MAX_SIZE;
if (emptyLen >= WrLen)
{
     tmpAddr = (sendWrite+WrLen) % SEND_BUF_MAX_SIZE;
     if (tmpAddr <= sendWrite)            //If Circular array have inverse to begin.
     {
          tmpLen =WrLen - tmpAddr;
          memcpy(&sendBufForUsart[sendWrite], WrBuf, tmpLen);   //bug place
          memcpy(&sendBufForUsart[0], WrBuf+tmpLen, tmpAddr);    
     }
     else
     {
          memcpy(&sendBufForUsart[sendWrite], WrBuf, WrLen);
     }

     
     sendWrite = tmpAddr;
}

读操作

RdBuf为存储读取内容的buf，RdLen为待读的长度。

读一个字节

     if (usart1_r != usart1_w)    //Have new data in usart receive buffer.
     {
          *RdBuf = usart1_rev_buf[usart1_r];
          usart1_r = (usart1_r+1) % USART1_BUFFER_MAX_SIZE;     //Read out one byte.
     }

读多个字节

     unsigned short validLen;
     unsigned short tmpAddr;
     unsigned short tmpLen;

     validLen = (sendWrite+SEND_BUF_MAX_SIZE-sendRead) % SEND_BUF_MAX_SIZE;
     if (validLen >= RdLen)
     {
         tmpAddr = (sendRead+RdLen) % SEND_BUF_MAX_SIZE;
         if (tmpAddr <= sendRead) //If Circular array have inverse to begin.
         {
           tmpLen =RdLen - tmpAddr;
           memcpy(RdBuf, &sendBufForUsart[sendRead], tmpLen);
           memcpy(RdBuf+tmpLen, &sendBufForUsart[0], tmpAddr);     
         }
         else
         {
           memcpy(RdBuf, &sendBufForUsart[sendRead], RdLen);
         }
         sendRead = tmpAddr;
}

10.2 以固定N_LEN个字节为单位的队列的数据结构。使用二维数组队列。

要求每次写队列和每次读队列，长度都固定是 N_LEN。

下面是一个例子，每次读写固定长度为 CMD_LENGTH， 我使用二维数组实现。根据应用不同，也可选结构体数组。

char sendBufForUsart[SEND_BUF_MAX_NUM][CMD_LENGTH] = {0};
unsigned short sendWrite = 0;
unsigned short sendRead = 0;

写CMD_LENGTH长度

          if ((sendWrite+1)%SEND_BUF_MAX_NUM != sendRead)    //Have new data.
          {
              memcpy(&sendBufForUsart[sendWrite][0], WrBuf, CMD_LENGTH);
              sendWrite = (sendWrite+1) % SEND_BUF_MAX_NUM;    //Read out one byte.
          }

读CMD_LENGTH长度

          if (sendRead != sendWrite)
          {
              memcpy(RdBuf, &sendBufForUsart[sendRead][0], CMD_LENGTH);
              sendRead = (sendRead + 1) % SEND_BUF_MAX_NUM;
          }

用结构可以更明了的说明循环队列的使用

*typedef struct{ 
 *    valuetype data[MAXSIZE];    [>数据的存储区<] 
 *    int font, rear;     [>队首队尾<] 
 *    int num;    [>队列中元素的个数<] 
 *}Circular_Queue;  

以上是根据本人经验的一些认识。