嵌入式算法14---数据流与环形队列

最新推荐文章于 2022-12-02 01:36:29 发布

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#算法 #链表 #数据结构

本文介绍了如何使用环形队列在嵌入式系统中处理生产-消费模型的数据流，通过示例代码展示了如何实现数据的入队和出队操作，以及在内存管理上的优势。同时，强调了在实际应用中需要注意的数据丢失问题和同步控制。

摘要：对生产-消费模型的数据处理，使用环形队列管理，提高内存利用率。

1、应用场景

所谓生产-消费模型，即数据的产生和利用是异步处理，先”生产“了，然后才有”消费“。对嵌入式系统一般是数据接收与解析，数据缓存与发送。因为时序或者空间要求，两者需要异步处理；对于这种数据流，采用环形队列，先进先出的方式保存。

2、环形队列

队列是一种常用的数据结构，按照“先进先出”的原则进行操作的，环形队列是数据元素存储一轮后，再从头部开始入队，首尾相接，是一个装载固定数量元素的闭环。

typedef struct
{
   
   
    uint8_t data[RING_FIFO_SIZE];
    uint8_t head;
    uint8_t tail;
} ring_fifo_struct;

其最简形势如上，data为数据缓冲区，head和tail分别表示出队索引和入队索引。即数据入队在tail后追加，出队从head取。
初始状态下队列为空，head和tail相等，存满的情况下两者也相等，为了区分，只能少存一个，即再存一个为队满时提前认为已满。

具体动画效果如下：
嵌入式系统

3、源码

#include "stdio.h"
#include "string.h"

typedef signed char     int8_t;
typedef unsigned char   uint8_t;
typedef unsigned short  uint16_t;

#define RING_FIFO_SIZE  5

#define RING_FIFO_OK    0
#define RING_FIFO_FULL  -1
#

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