循环队列多用于通信数据缓存中,尤其是在双方设备接收数据与处理数据不同步的情况下,使用循环队列先缓存通信数据,然后按照时间戳数据出队作出相应的处理,是一种比较合适的做法,在嵌入式编程中亦是如此。使用循环队列的数据结构可以实现上述功能,在一些低端的编程平台手写一个循环队列既满足了功能需求又不会开销太多资源。

设计思想

实现一个队列可以使用顺序表(数组)或链表实现。前者访问速度块,但是要占用连续的存储空间,适用于内存小但是速度要求较快的存储场合。后者访问速度慢但是基于链表式的结构,可以使用碎片内存,适用内存大,速度慢的场合。本文面向的编程平台是中低端MCU,时钟主频、RAM空间有限,因此选用顺序表来实现循环队列。

关于顺序表实现循环队列的文章网上又很多,但是大多都基于一个明确的数据类型,如果在一个工程中两种完全不同的数据类型都想使用循环队列的数据结构就会使得相同的代码出现多次,导致代码冗余。

泛类型循环队列的思想是将顺序表中每个节点都看作一个uint8_t*类型的指针,在队列初始化时,要传入节点占用空间字节数,对每个节点malloc一个相应的存储空间,当数据入队时使用memcpy函数将源地址字节数拷贝到目标地址即可,队列数据表的结构有点类似于哈希表,操作与定类型循环队列类似。

代码实现

队列实现包含两个文件:queue.h和queue.c

queue.h:

使用枚举自定义BOOL类型,C99标准之后包含stdbool.h可使用标准布尔型

 typedef enum
{
FALSE,
TRUE
} BOOL;

宏定义顺序表中的节点类型

#define NODTETYPE uint8_t*

定义循环队列结构体

typedef struct Queue
{
uint32_t capacity; // 队列总容量
uint32_t size; // 当前队列大小
uint32_t front; // 队列头节点
uint32_t rear; // 队列尾节点
NODTETYPE* data; //存储节点的顺序表
} Queue;

接口函数

/* 初始化一个队列 */
BOOL init_queue(Queue *queue,uint32_t _capacity,uint32_t DataWidth);
/* 数据入队 */
BOOL en_queue(Queue* _queue, NODTETYPE _data,uint32_t DataWidth);
/*队列判空*/
BOOL isempty_queue(Queue* _queue);
/*队列判满*/
BOOL isfull_queue(Queue* _queue);
/* 数据出队 */
NODTETYPE de_queue(Queue* _queue);
/* 清空队列 */
void clear_queue(Queue* _queue);

queue.c

队列初始化,此处必须传入节点的数据占用字节数DataWidth,注意可用队列容量总是比传入参数_capacity小一,因为要判空和判满。

BOOL init_queue(Queue *queue,uint32_t _capacity,uint32_t DataWidth)
{
NODTETYPE *buff= (NODTETYPE*)malloc(_capacity*sizeof(NODTETYPE));
if(buff==NULL)
return FALSE;
for(int i=0;i<_capacity;i++)
{
NODTETYPE NodeTemp=(NODTETYPE)malloc(DataWidth);
if(NodeTemp==NULL)
return FALSE;
else
buff[i]=NodeTemp;
}
queue->data=buff;
queue->capacity = _capacity;
queue->size = 0;
queue->front = 0;
queue->rear = 0;
return TRUE;
}

数据节点入队

BOOL en_queue(Queue* _queue, NODTETYPE _data,uint32_t DataWidth)
{
BOOL isFull;
isFull = isfull_queue(_queue);
if (isFull == TRUE)
{
_queue->front = (_queue->front + 1) % _queue->capacity;
}
memcpy(_queue->data[_queue->rear], _data,DataWidth);
_queue->rear = (_queue->rear + 1) % _queue->capacity;
_queue->size++;
return isFull;
}

数据节点出队

NODTETYPE de_queue(Queue* _queue)
{
if (isempty_queue(_queue))
return NULL;
NODTETYPE result = _queue->data[_queue->front];
_queue->front = (_queue->front + 1) % _queue->capacity;
_queue->size--;
return result;
}

队列清空,但是不释放存储空间

void clear_queue(Queue* _queue)
{
_queue->front = _queue->rear = 0;
_queue->size = 0;
}

队列判空

BOOL isempty_queue(Queue* _queue)
{
if (_queue->front == _queue->rear)
return TRUE;
else
return FALSE;
}

队列判满

BOOL isfull_queue(Queue* _queue)
{
if ((_queue->rear + 1) % _queue->capacity == _queue->front)
return TRUE;
else
return FALSE;
}

队列清空并释放内存

void release_queue(Queue* _queue)
{
for(int i=0;i<_queue->capacity;i++)
{
free(_queue->data[i]);
_queue->data[i]=NULL;
}
clear_queue(_queue);
free(_queue);
_queue = NULL;
}

调用时入队时,要先将节点数据类型强制转化为uint8_t类型,传入形参,出队时获取一个uint8_t的指针,然后强制转换为定义的节点类型指针,之后就可以访问到出队节点的数据,举例如下:

#include "queue.h"
typedef struct ClassTest //定义测试类型
{
uint8_t a;
uint16_t b;
uint32_t c;
}ClassTest;
int main(int argc, char *argv[])
{
Queue queue1;
Queue queue2;
init_queue(&queue1,100,sizeof (ClassTest));
init_queue(&queue2,200,1); //测试队列2就用uint8_t
int i=0;
uint8_t queue1_node=0;
ClassTest queue2_node={0,0,0};
while(isfull_queue(&queue1)==FALSE)
{
queue1_node=i++;
en_queue(&queue1,&queue1_node,sizeof (queue1_node));
}
i=0;
while(isfull_queue(&queue2)==FALSE)
{
queue2_node.a=i++;
queue2_node.b=2*i;
en_queue(&queue2,(uint8_t*)(&queue2_node),sizeof (queue2_node));
}
while(isempty_queue(&queue1)==FALSE)
{
NODTETYPE node=de_queue(&queue1);
printf("%d;",*((uint8_t*)(node)));
}
while(isempty_queue(&queue2)==FALSE)
{
NODTETYPE node=de_queue(&queue2);
prinf("%d;",((ClassTest*)(node))->b);
}
}

基于C语言的泛类型循环队列的更多相关文章

  1. C语言数据结构-循环队列的实现-初始化、销毁、清空、长度、队列头元素、插入、删除、显示操作

    1.数据结构-循环队列的实现-C语言 #define MAXSIZE 100 //循环队列的存储结构 typedef struct { int* base; //基地址 int _front; //头 ...

  2. 数据结构算法C语言实现(十二)--- 3.4循环队列&队列的顺序表示和实现

    一.简述 空队列的处理方法:1.另设一个标志位以区别队列是空还是满:2.少用一个元素空间,约定以队列头指针在队尾指针下一位置上作为队列呈满的状态的标志. 二.头文件 //3_4_part1.h /** ...

  3. Atitit.提升软件稳定性---基于数据库实现的持久化 循环队列 环形队列

    Atitit.提升软件稳定性---基于数据库实现的持久化  循环队列 环形队列 1. 前言::选型(马) 1 2. 实现java.util.queue接口 1 3. 当前指针的2个实现方式 1 1.1 ...

  4. C语言中不同类型的循环(Different types of loops in C)

    C语言中有三种类型的循环:for,while,do-while. while循环先判断循环条件. while (condition) { //gets executed after condition ...

  5. Atitit.升级软件的稳定性---基于数据库实现持久化 循环队列 循环队列

    Atitit.升级软件的稳定性---基于数据库实现持久化  循环队列 环形队列 1. 前言::选型(马) 1 2. 实现java.util.queue接口 1 3. 当前指针的2个实现方式 1 1.1 ...

  6. C语言——循环队列和链队列的基本运算

    // 循环队列#include <stdio.h> #include "SeqQue.h" // 循环队列的基本运算 /* const int maxsize = 20 ...

  7. C语言实现使用动态数组实现循环队列

    我在上一篇博客<C语言实现使用静态数组实现循环队列>中实现了使用静态数组来模拟队列的操作. 因为数组的大小已经被指定.无法动态的扩展. 所以在这篇博客中,我换成动态数组来实现. 动态数组能 ...

  8. 数据结构(C语言版)---第三章栈和队列 3.4.2 队列的链式表示和实现(循环队列)

    这个是循环队列的实现,至于串及数组这两章,等有空再看,下面将学习树. 源码如下: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define ...

  9. c语言编程之循环队列

    利用链表实现的循环队列,完成了队列的入队和出队,对于队空和队满用了一个flag进行标记.入队flag++,出队flag-- #include"stdio.h" typedef in ...

  10. 数据结构:循环队列(C语言实现)

    生活中有非常多队列的影子,比方打饭排队,买火车票排队问题等,能够说与时间相关的问题,一般都会涉及到队列问题:从生活中,能够抽象出队列的概念,队列就是一个能够实现"先进先出"的存储结 ...

随机推荐

  1. LabVIEW之同步——集合点vi

    这是一个对我来讲比较偏的工具,做过很多项目,没有用它也能完成各种各样的项目. 今天我们一起来了解下这个工具,所以称之为工具,因为它属于NI LabVIEW的白色节点,一般是有官方利用LabVIEW代码 ...

  2. STM32新建模板【HAL库】

    看到这篇笔记的小伙伴可能会觉得我在做无用功,明明可以通过 STM32CubeMx 软件直接生成的,还在这里慢慢的创建项目.我觉得在学习的时候最好少借助工具,当我们过度依赖工具的时候,决绝问题的能力可能 ...

  3. [GAUSS-50201]:The /opt/software/openGauss/xxxx-RedHat-64bit.tar.bz2 does not exist

    问题描述:使用redhat7.9来安装opengauss集群,预安装过不去.opengauss官方只支持centos版本,最好是centos7.6. [root@db01 script]# ./gs_ ...

  4. Go Home

    Go Home (https://www.luogu.com.cn/problem/AT_arc070_a) 比较需要理解题意的一个题目 看看题目解析:在0秒的时候有一只袋鼠在左右无限长的数轴上的原点 ...

  5. [ Docker ] 部署 nps 和 npc 实现内网穿透

    https://www.cnblogs.com/yeungchie/ 云主机上运行 nps 创建映射目录 mkdir -p ~/docker/nps/config 拉取镜像 docker pull o ...

  6. WPF 屏幕点击的设备类型

    1.鼠标 可以通过Mouse相关的事件参数MouseButtonEventArgs中的数据,e.StylusDecice==null表示没有触摸设备,所以设备为鼠标 2.触笔 or 触摸 根据Styl ...

  7. Win Pycharm + Appium + 夜神模拟器 实现APP自动化

    前言: 之前的文章已经介绍完通过使用 真机 进行APP自动化.此篇文章将介绍使用 夜神模拟器(Nox) 进行APP自动化测试. 一.基础配置 1.请移步此篇文章(https://www.cnblogs ...

  8. count(列名)、count(1)和 count(*)有什么区别?

    在MySQL中,这几个都是统计操作,很多人在使用的时候,都使用的是count(1),这有没有问题?使用正确?达到了统计效果? 我们从效果和效率两方面来分析下 执行效果 count(*) 包括了所有的列 ...

  9. Prism Sample 7 Modules Directory

    这种方式用扫描目录的方式来增加模块,具备最大的灵活性 仍然在App.xaml.cs中增加了以下代码 protected override IModuleCatalog CreateModuleCata ...

  10. Prisim Sample 7 Modules App.Config

    在项目中添加模块化文件.模块文件怎样在主项目中注册.本例 说明方式一,使用了App.config文件. 其中: <?xml version="1.0" encoding=&q ...