C语言 事件队列（环形缓冲区）

### C语言实现基于环形缓冲区的事件队列 #### 定义数据结构 为了创建一个高效的事件队列，首先需要定义一个适合存储事件的数据结构。该结构不仅包含基本的环形缓冲区属性，还包括额外的状态变量以确保其功能完善。 ```c typedef struct { void **events; // 用于存储指向各个事件对象的指针数组 size_t head; // 队列头部索引位置 size_t tail; // 队列尾部索引位置 size_t capacity; // 缓冲区的最大容量 size_t count; // 当前已存入的有效事件数目 } EventQueue; ``` 此结构体中的`events`字段是一个指针数组，允许保存不同类型或大小的对象地址；而其他成员则控制着队列的操作逻辑[^2]。 #### 初始化函数 当实例化一个新的事件队列时，应当为其分配足够的空间并设置初始状态： ```c EventQueue* init_event_queue(size_t initial_capacity) { EventQueue *queue = malloc(sizeof(EventQueue)); queue->capacity = initial_capacity; queue->count = 0; queue->head = 0; queue->tail = 0; queue->events = calloc(initial_capacity, sizeof(void *)); return queue; } ``` 这段代码负责初始化新的`EventQueue`实例，并为内部使用的`events`数组预留内存空间[^3]。 #### 插入与移除操作 对于事件队列来说，最重要的两个方法就是向其中添加新发生的事件以及从中取出待处理的任务。下面展示了这两个核心功能的具体实现方式： ##### 添加事件至队列末端 ```c int enqueue_event(EventQueue *q, void *event_data) { if (q->count >= q->capacity) { // 如果达到最大容量，则尝试扩展缓冲区或者返回错误码表示失败 return -1; } q->events[q->tail % q->capacity] = event_data; ++(q->tail); ++(q->count); return 0; } ``` 这里采用了模运算(`%`)来计算实际应放置的位置，从而实现了循环利用的效果。每当有新元素加入时都会更新计数器和尾指针[^4]。 ##### 移除位于队首的事件 ```c void* dequeue_event(EventQueue *q) { if (q->count == 0) { return NULL; // 或者抛出异常/返回特定标志表明为空 } void *front_item = q->events[q->head % q->capacity]; ++(q->head); --(q->count); return front_item; } ``` 同样地，在每次成功弹出一项之后也会相应调整头指针及其记录的数量值[^1]。 #### 扩展能力 考虑到应用过程中可能出现突发流量导致原有设定不足以应对的情况，因此有必要提供一种机制以便于适时增加可用资源量： ```c int expand_buffer(EventQueue *q, size_t new_size) { void **temp_storage = realloc(q->events, new_size * sizeof(void *)); if (!temp_storage) { perror("Failed to allocate memory"); exit(EXIT_FAILURE); } q->events = temp_storage; q->capacity = new_size; // 调整可能越界的头尾指针 if (q->head > q->capacity || q->tail > q->capacity) { // 进行必要的重定位... } return 0; } ``` 上述过程会根据传入的新尺寸参数重新配置整个容器的空间布局，并妥善解决因改变长度所引发的一系列连锁反应问题。