循环队列---实际项目的运用

此文主要记录IPC项目中如何运用循环队列来处理多则消息的。

（网络摄像头以下简称IPC）
在项目中，经常会有网络消息处理。现在的安防摄像头很多，通常也会配套一个APP去控制IPC，比如设置移动检测、人脸识别、婴儿哭识别等等。在APP点击一个button，可能会触发APP通过网络发送几则消息给摄像头。这个时候，IPC需要处理这几则或者十几则消息。如果，IPC处理消息不是并发的，那么就需要不断接收，不断处理。这时候，运用队列的机制，可以让先接收到的消息先处理。而后接收的消息则等待，典型的先进先出原则。如果IPC处理消息是并发的，同样也可以运用队列的机制，只不过需要在每次访问队列的时候加上锁机制来同步资源。IPC接收到的消息可能会包含APP用户ID、请求的命令、消息的长度等。

那如何处理这些消息呢？大致思路如下：
我们可以把每一则消息带有的信息放到结构体里面。这样，每个结构体就是队列的一个成员。接收消息的线程把消息包装成一个结构体然后在队列（数组）的尾部加上，处理消息的线程取出队列的头部来解析处理，每次解析处理完一则消息，就把消息从队列的头部移除。所以，我们要定义一个结构体数组，结构体里面还能包含结构体等，只要项目需要，都可以拓展。
程序模板比较简单，关键是知道怎么运用到项目中。
其中需要注意的点是循环队列如何判断空还是满。假设循环队列长度为5，当头指针和尾指针指向同一个地方，我们设为空。当有元素入队，尾指针指向下一个元素，当有元素出队，头指针指向下一个元素。当指向的元素为5时，下一个元素为0。这样，得出的结论是，当队列为满时，头指针和尾指针是相等的，这和队列为空的时候是一样的。不信，画画图看看。
那怎么处理呢？为了区别空队列和满队列，数组多加一个元素，这个元素是不确定的，是可以移动的，它将保证当队列为满时，还空留了一个位置。说起来比较抽象，看以下代码：

bool IsQueueFull()
{
    return ((tail + 1) % ARRAR_SIZE == front);
}

上面的函数是判断队列是否为满。这样和队列是否为空的判断方法不一样：

bool IsQueueEmpty(void)
{
    return (front == tail);
}

所以，通过在循环数组中加多了一个元素，就能够区分队列是空的还是满的。

大致的模板如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>

//构造不完全填满循环数组，以便区分队列为空还是满。
#define QUEUE_LEN  16
#define ARRAR_SIZE  (QUEUE_LEN + 1)
typedef struct student
{
   int       math;
   int       English;
   char      name[32];
} student;
#define QUEUE_TYPE  student

typedef enum BOOL_
{
    false = 0,
    true  = 1,
}bool;

//static使全局变量只在本文件中使用 
static student  studentTable[ARRAR_SIZE];//定义结构体数组
static unsigned int front; //指向队头元素 
static unsigned int tail;  //指向队尾元素的下一个 

bool IsQueueEmpty(void)
{
    return (front == tail);
}

bool IsQueueFull()
{
    return ((tail + 1) % ARRAR_SIZE == front);
}

bool queueInsert(QUEUE_TYPE value)
{
    if(IsQueueFull())
        return false;
    studentTable[tail] = value;
    tail = (tail + 1) % ARRAR_SIZE;
    return true;
}

bool queueDelete()
{
    if(IsQueueEmpty())
        return false;
    front = (front + 1) % ARRAR_SIZE;
    return true;
}
//测试程序
int main(int argc, char *argv[])
{
    student stu;
    stu.math = 99;
    stu.English = 98;
    char name[32]= "xiaoming";
    memcpy(stu.name,name,sizeof(name));
    queueInsert(stu);
    stu.math = 61;
    stu.English = 60;
    memset(name,0,sizeof(name));
    sprintf(name,"xiaohong",sizeof(name));
    memcpy(stu.name,name,sizeof(name));
    queueInsert(stu);
    printf("front = %d,tail = %d,name = %s\n",front,tail,studentTable[front].name);
    queueDelete();
    printf("front = %d,tail = %d,name = %s\n",front,tail,studentTable[front].name);
    return 0;
}

测试结果如下：