C语言如何实现多级队列缓存（Queue、FIFO）

作者	将狼才鲸
日期	2022-03-20

1、各种缓存结构：

基础：指针、链表、内存、数组。
数据结构基础：表、树、图（多对多）。
缓冲区/buffer/顺序表/平直缓存/数组/内存指针（malloc）。
栈/stack：因为是先进后出，也用于函数调用时的压栈，编译器和高级算法中用的多，日常编程基本上不用。
堆/heap/完全二叉树：方便排序，编译器和算法中常用，日常编程基本上不用。
环形缓冲区/环形缓存区/循环队列/loop_buffer/ring_buffer/队列/FIFO/Queue：先进先出，满和空。

参考网址： 什么是队列（队列存储结构）
参考网址： 链式队列及基本操作（C语言实现）
参考网址： 数据结构与算法教程，数据结构C语言版教程！

分组队列/多级队列/group_buffer/fifo/queue：每个模块都有自己的队列，且不同队列间可直接通过数据指针无消耗转移大块数据。

2、自行实现的 “多级缓存队列”模块 Gitee仓库源码：

点击此处查看源码
本地路径：嵌入式知识图谱WiKi\source\lib\group_buf_queue\

有gcc-makefile和Qt两个工程都能编过，带详细注释和单元测试用例。

目录结构：

jim@DESKTOP-SVP3BEM MINGW64 /d/3_doc/嵌入式知识图谱WiKi/source/lib/group_buf_queue (develop)
$ tree
.
|-- Makefile
|-- arch_buffer_config.c
|-- arch_buffer_config.h
|-- group_buf_queue.c
|-- group_buf_queue.h
|-- group_buf_queue_init.c
|-- group_buf_queue_init.h
|-- group_buf_queue_unitest.c
|-- group_buf_queue_unitest_qt_proj
|   `-- group_buf_queue_unitest_qt_proj.pro
|-- list.h
|-- module_buf_queue.c
|-- pair_list.c
|-- pair_list.h
`-- readme.txt1 directory, 15 files

单元测试结果：

jim@DESKTOP-SVP3BEM MINGW64 /d/3_doc/嵌入式知识图谱WiKi/source/lib/group_buf_queue (develop)
$ ./group_buf_queue_demo.exebuffer_unitest start
got buf: [group_flag: 1] [addr: 0x0040d760] [buf_maxsize: 512] [len: 0]
push data: :) my first buffer message ^_^
got buf data: [group_flag: 1] [msg: :) my first buffer message ^_^] [len: 31]
________ buffer_unitest test pass. ________pair_list_unitest start
put data: :) my first buffer message ^_^
got data: :) my first buffer message ^_^
________ pair_list_unitest test pass. ________circular_linked_list_unitest start
put a node
node count: 1
put a tail node
node count: 2
delete a node
node count: 1
________ circular_linked_list_unitest test pass. ________group_buf_queue_unitest.c test pass.

3、实现原理：

……待编写……

4、编译说明

用Visual Studio创建底层C程序工程编译会报错，放弃。
用Qt + MSVC创建底层C程序工程编译会报错，放弃。
可以用gcc 直接make编译，我用的是Windows下安装的gcc和make工具（安装这些工具的同时也会自动安装MinGW工具），生成的是exe。
也可以用Qt + MinGW 64-bit（安装Qt时勾选MinGW选项即可，Qt6版本及以上的MinGW只有64位可用了）。
Qt创建工程时不能使用Paint C++，只能使用Paint C，因为编译时会报一些C++专有的关键字错误，和类型强制转换不支持等错误。
group_buf_queue_unitest_qt_proj/group_buf_queue_unitest_qt_proj.pro是Qt的工程入口，双击即可打开。
点击编译，在Qt下方的一个“应用程序输出”内嵌窗口中可以看到程序输出。
Qt源码界面上可能出现一些C++相关的报错，但是程序编译时并没有error（实际上也是调用gcc编的，没用C++的东西），只有一些warnning（用gcc直接make时没有这些warnning），能编译通过，程序正常输出结果。

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