环形缓冲区 Ring Buffer 的实现
环形缓冲区(Circular Buffer 或 Ring Buffer)是一种数据结构,它在逻辑上形成一个闭环。这种结构非常适用于需要固定大小的缓冲区的情况,如音频处理、网络通信、实时数据传输等。环形缓冲区的主要特点和用途包括:
固定大小:环形缓冲区的大小在创建时确定,并且在其生命周期内保持不变。
高效的数据插入和移除:在环形缓冲区中添加或移除元素(通常是在头部添加,在尾部移除)是非常高效的,因为这些操作不需要移动缓冲区中的其他元素。
循环覆盖:当缓冲区填满时,新添加的元素将覆盖最早添加的元素。这使得环形缓冲区非常适用于处理流式数据,其中只关心最近的数据。
无需动态内存分配:由于环形缓冲区的大小是固定的,因此在初始化后不需要额外的内存分配。
下面是C#中一个泛型环形缓冲区的实现
// LiteRingBuffer 是一个泛型类,用于存储类型为 T 的数据
public class LiteRingBuffer<T> : IEnumerable<T>
{
// _elements 数组用于存储环形缓冲区的元素
private readonly T[] _elements;
// _start 和 _end 分别表示缓冲区中第一个和最后一个元素的索引
private int _start;
private int _end;
// _count 表示缓冲区中当前元素的数量
private int _count;
// _capacity 表示缓冲区的最大容量
private readonly int _capacity;
// 索引器,用于访问缓冲区中的元素。它将索引 i 映射到环形缓冲区的正确位置
public T this[int i] => _elements[(_start + i) % _capacity];
// 构造函数,初始化环形缓冲区的大小
public LiteRingBuffer(int count)
{
_elements = new T[count];
_capacity = count;
}
// Add 方法用于向缓冲区添加新元素
public void Add(T element)
{
if(_count == _capacity)
throw new ArgumentException(); // 如果缓冲区已满,则抛出异常
_elements[_end] = element; // 将元素添加到_end指向的位置
_end = (_end + 1) % _capacity; // 更新_end索引
_count++; // 增加元素数量
}
// FastClear 方法用于快速清空缓冲区
public void FastClear()
{
_start = 0;
_end = 0;
_count = 0;
}
// Count 属性返回缓冲区中的元素数量
public int Count => _count;
// First 属性返回缓冲区中的第一个元素
public T First => _elements[_start];
// Last 属性返回缓冲区中的最后一个元素
public T Last => _elements[(_start+_count-1)%_capacity];
// IsFull 属性指示缓冲区是否已满
public bool IsFull => _count == _capacity;
// RemoveFromStart 方法从缓冲区的开始移除指定数量的元素
public void RemoveFromStart(int count)
{
if(count > _capacity || count > _count)
throw new ArgumentException(); // 如果请求移除的元素数量不合法,则抛出异常
_start = (_start + count) % _capacity; // 更新_start索引
_count -= count; // 减少元素数量
}
// GetEnumerator 方法提供了遍历缓冲区的方法
public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
int counter = _start;
while (counter != _end)
{
yield return _elements[counter];
counter = (counter + 1) % _capacity;
}
}
// IEnumerable 接口的实现,用于集合的迭代
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
return GetEnumerator();
}
}
环形缓冲区 Ring Buffer 的实现的更多相关文章
- input子系统事件处理层(evdev)的环形缓冲区【转】
在事件处理层(evdev.c)中结构体evdev_client定义了一个环形缓冲区(circular buffer),其原理是用数组的方式实现了一个先进先出的循环队列(circular queue), ...
- linux网络编程--Circular Buffer(Ring Buffer) 环形缓冲区的设计与实现【转】
转自:https://blog.csdn.net/yusiguyuan/article/details/18368095 1. 应用场景 网络编程中有这样一种场景:需要应用程序代码一边从TCP/IP协 ...
- 一点公益商城开发系统模式Ring Buffer+
一个队列如果只生产不消费肯定不行的,那么如何及时消费Ring Buffer的数据呢?简单的方案就是当Ring Buffer"写满"的时候一次性将数据"消费"掉. ...
- 使用Ring Buffer构建高性能的文件写入程序
最近常收到SOD框架的朋友报告的SOD的SQL日志功能报错:文件句柄丢失.经过分析得知,这些朋友使用SOD框架开发了访问量比较大的系统,由于忘记关闭SQL日志功能所以出现了很高频率的日志写入操作,从而 ...
- dmesg---检查和控制内核的环形缓冲区
dmesg命令被用于检查和控制内核的环形缓冲区.kernel会将开机信息存储在ring buffer中.您若是开机时来不及查看信息,可利用dmesg来查看.开机信息保存在/var/log/dmesg文 ...
- 物联网安全himqtt防火墙数据结构之ringbuffer环形缓冲区
物联网安全himqtt防火墙数据结构之ringbuffer环形缓冲区 随着5G的普及,物联网安全显得特别重要,himqtt是首款完整源码的高性能MQTT物联网防火墙 - MQTT Applicatio ...
- linux device driver —— 环形缓冲区的实现
还是没有接触到怎么控制硬件,但是在书里看到了一个挺巧妙的环形缓冲区实现. 此环形缓冲区实际为一个大小为bufsize的一维数组,有一个rp的读指针,一个wp的写指针. 在数据满时写进程会等待读进程读取 ...
- 环形缓冲区-模仿linux kfifo【转】
转自:https://blog.csdn.net/vertor11/article/details/53741681 struct kfifo{ uint8_t *buffer; uint32_t i ...
- Linux内核跟踪之ring buffer的实现【转】
转自:http://blog.chinaunix.net/uid-20543183-id-1930845.html ---------------------------------------- ...
- linux下C语言实现多线程通信—环形缓冲区,可用于生产者(producer)/消费者(consumer)【转】
转自:http://blog.chinaunix.net/uid-28458801-id-4262445.html 操作系统:ubuntu10.04 前言: 在嵌入式开发中,只要是带操作系统的 ...
随机推荐
- python 运行环境变为 pytest in (for) xxx.py原因
因为本人的自定义函数名称开头为test,在.py文件内我用了unittest框架,所以环境随着变化了. 修改回去很简单,只要不使用test开头或者换个文件夹.
- ptp 时钟同步
转载请注明出处: PTP(Precision Time Protocol)的功能可以帮助实现网络中各个节点的时钟同步,以提供更精确的时间参考. 作用: 时钟同步:通过PTP协议,在网络中不同节点之间实 ...
- Mac上使用Royal TSX快速连接到OCI主机
问题: 每次使用Royal TSX连接到OCI主机都要交互式输入opc这个用户名,次数多了也蛮烦. 那如何既指定用户名,又想要通过ssh私钥登陆机器呢? 这个需求确实很初级,但也着实困扰过我,因为开始 ...
- Linux/Unix-CPU-SuperPI-Unixbench性能测试
测试服务器CPU单核及多核SuperPI圆周率测试real和user值,SuperPI是利用CPU的浮点运算能力来计算出π(圆周率),测试系统稳定性和测试CPU计算完后特定位数圆周率所需的时间:及Un ...
- 数据库sql中处理时间冲突问题
数据库现有数据其中两列: s - 开始时间, e - 结束时间. 在新插入数据s', e'之前需要判断两个时间之间是否有重合 因为使用mybatis-plus的缘故, 结论都使用s或e在符号前面. 1 ...
- Oracle字符串函数-Translate()总结
Oracle的Translate(expr,from_string,to_string)是字符串操作函数,实现from_string,to_string字符的一 一替换 1)典型示例: select ...
- 文章《Semantic Kernel —— LangChain 的替代品?》的错误和疑问 探讨
微信公众号文章 Semantic Kernel -- LangChain 的替代品?[1] ,它使用的示例代码是Python ,他却发了这么一个疑问: 支持的语言对比(因为 Semantic Kern ...
- destoon关于archiver归档的性能优化
今天在处理一个项目时候发现archiver单个模块归档超过百万数据,打开速度就特慢,所以打开archiver下index.php文件进行分析,发现有句sql作怪 1 $result = $db-> ...
- PostgreSQL学习笔记-4.基础知识:空值NULL、别名AS
NULL 值代表遗漏的未知数据. 默认地,表的列可以存放 NULL 值. 本章讲解 IS NULL 和 IS NOT NULL 操作符. 语法 当创建表时,NULL 的基本语法如下: CREATE T ...
- FreeRTOS 中的调度算法
FreeRTOS 中的调度算法 01 调度算法概述 调度算法的作用: 实时系统的调度需求 相应时间要求 任务优先级 资源利用率 FreeRTOS 调度算法的目标 提供可预测的任务调度 实现任务的优先级 ...