C 语言的 2D 环形缓冲区

Question

我编写了一个简单的环形缓冲区，其环形大小为 5，用于存储 A 类型的值。 现在我必须扩展这个缓冲区来存储 B 类型值（也是 5 个值）。

为了给出一个概述，我将读取索引和写入索引的变量定义为全局易失性，以及两个用于在环形缓冲区上读取和写入的函数。

我只需要做：ring data = int read_ring_data() 和 write_ring_data(int pass_new_data)

易失性全局变量有助于控制读取和写入的位置。

我的问题是，有没有办法重用这些读写函数，通过简单地重新调整尺寸来将其扩展到 2D 缓冲区？我该如何实施？

Answer 1

您仍然可以在 C 中以面向对象的风格进行编码，只需使用结构作为类，而“方法”只是采用指向类的指针的函数。我将在 C 中创建一个通用的“ring-buffer”“类”，如下所示。

typedef struct RingBuffer {
  int elemSize;
  int headIndex; // index to write
  int tailIndex; // index to read
  int maxIndex;
  void* buffer; 
}
RingBuffer;
// initialize a new ring-buffer object
void RingBuffer_Init(RingBuffer* rb, int elemSize, int maxNum)  {
  rb->elemSize=elemSize; rb->headIndex = 0; rb->tailIndex=0; rb->buffer = malloc(elemSize*maxNum);
  rb->maxIndex=maxNum;
}
void RingBuffer_Read(RingBuffer* rb,  void* dstItem){ // copy into buffer, update index
   void* src=rb->buffer + rb->tailIndex*rb->elemSize;
   memcpy(dstItem,src,rb->elemSize);
   rb->tailIndex++; ....//wrapround, assert etc..
}
void RingBuffer_Write(RingBuffer* rb, const void * srcItem) {  // copy from buffer,update indices
}// etc..

当然，您必须负责分配 RingBuffer 结构，如果有些人采用一致的命名方案，他们可能会使用某些宏来做到这一点对于“init”（相当于c++构造函数）和“shutdown”/“release”函数

当然有很多排列..制作一个环形缓冲区非常容易，您可以在其中读/写可变大小的元素，也许可以写每个点进入缓冲区的元素大小。当然也可以动态调整大小，甚至更改元素大小。

尽管 C 语言对创建数据结构的语言支持比 C++ 更为原始，但有时重新处理问题以使用简单的数据结构可以带来性能优势。此外，将数据结构视为简单的内存块（大小作为参数传递）可能会导致编译器内联减少：紧凑的代码作为在内部循环之外使用的默认方法（i-cache 一致性）具有优势。

可以将“缓冲区标头”结构和数组数据组合到一个分配中（假设缓冲区数据遵循内存中的标头结构），这减少了指针取消引用的数量。