目录

类设计理念

类设计接口函数

类设计函数实现

测试

正常读取与写入

相同类型拷贝

扩容测试

按行读取

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类设计理念

类设计接口函数

#include <vector>
#include <cstdint>

#define BUFFER_DEFAULT_SIZE 1024    // Buffer 默认起始大小
class Buffer
{
private:
    std::vector<char> _buffer; // 使用vector进行内存空间管理
    uint64_t _reader_idx;      // 读偏移
    uint64_t _writer_idx;      // 写偏移
public:
    Buffer() : _reader_idx(0), _writer_idx(0), _buffer(BUFFER_DEFAULT_SIZE) {}
    // 获取当前写入起始地址
    void *WirtePosition();
    // 获取当前读取起始地址
    void *ReadPosition();
    // 获取缓冲区末尾空闲空间大小--写偏移之后的空闲空间
    uint64_t TailIdleSize();
    // 获取缓冲区起始空闲空间大小--读偏移之前的空闲空间
    uint64_t HeadIdleSize();
    // 获取可读数据大小
    uint16_t ReadAbleSize();
    // 将读偏移向后移动
    void MoveReadOffset(uint64_t len);
    // 将写偏移向后移动
    void MoveWriteOffset(uint64_t len);
    // 确保可写空间足够(整体空闲空间够了就移动数据。否则就扩容)
    void EnsureWriteSpace(uint64_t len);
    // 写入数据
    void Write(void *data, uint64_t len);
    // 读取数据
    void Read(void *buf, uint64_t len);
    // 清空缓冲区
    void Clear();
};

类设计函数实现

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cstdint>
#include <cassert>
#include <string>
#include <cstring>

#define BUFFER_DEFAULT_SIZE 1024 // Buffer 默认起始大小
class Buffer
{
private:
    std::vector<char> _buffer; // 使用vector进行内存空间管理
    uint64_t _reader_idx;      // 读偏移
    uint64_t _writer_idx;      // 写偏移
public:
    Buffer() : _reader_idx(0), _writer_idx(0), _buffer(BUFFER_DEFAULT_SIZE) {}
    char *Begin() { return &*_buffer.begin(); }
    // 获取当前写入起始地址
    char *WirtePosition() { return Begin() + _writer_idx; }
    // 获取当前读取起始地址
    char *ReadPosition() { return Begin() + _reader_idx; }
    // 获取缓冲区末尾空闲空间大小--写偏移之后的空闲空间, 总体空间大小减去写偏移
    uint64_t TailIdleSize() { return _buffer.size() - _writer_idx; }
    // 获取缓冲区起始空闲空间大小--读偏移之前的空闲空间
    uint64_t HeadIdleSize() { return _reader_idx; }
    // 获取可读数据大小 = 写偏移 - 读偏移
    uint16_t ReadAbleSize() { return _writer_idx - _reader_idx; };
    // 将读偏移向后移动
    void MoveReadOffset(uint64_t len)
    {
        // 向后移动的大小, 必须小于可读数据大小
        assert(len <= ReadAbleSize());
        _reader_idx += len;
    }
    // 将写偏移向后移动
    void MoveWriteOffset(uint64_t len)
    {
        // 向后移动的大小,必须小于当前后边的空闲空间大小
        assert(len <= TailIdleSize());
        _writer_idx += len;
    }
    // 确保可写空间足够(整体空闲空间够了就移动数据,否则就扩容)
    void EnsureWriteSpace(uint64_t len)
    {
        // 如果末尾空闲空间大小足够,直接返回
        if (len <= TailIdleSize())
        {
            return;
        }
        // 末尾空闲空间不够,则判断加上起始位置的空闲空间大小是否足够,够了就将数据移动到起始位置
        if (len <= TailIdleSize() + HeadIdleSize())
        {
            // 将数据移动到起始位置
            uint64_t rsz = ReadAbleSize();                            // 把当前数据大小先保存起来
            std::copy(ReadPosition(), ReadPosition() + rsz, Begin()); // 把可读数据拷贝到起始位置
            _reader_idx = 0;                                          // 将读偏移归0
            _writer_idx = rsz;                                        // 将写位置置为可读数据大小, 因为当前的可读数据大小就是写偏移量
        }
        else
        {
            // 总体空间不够,则需要扩容,不移动数据,直接给写偏移之后扩容足够空间即可
            _buffer.resize(_writer_idx + len);
        }
    }
    // 写入数据
    void Write(const void *data, uint64_t len)
    {
        // 1.保证有足够空间， 2.拷贝数据进去
        EnsureWriteSpace(len);
        const char *d = (const char *)data;
        std::copy(d, d + len, WirtePosition());
    }
    void WirteAndPush(const void *data, uint64_t len)
    {
        Write(data, len);
        MoveWriteOffset(len);
    }
    void WriteString(const std::string &data)
    {
        return Write(data.c_str(), data.size());
    }
    void WriteStringAndPush(const std::string &data)
    {
        WriteString(data);
        MoveWriteOffset(data.size());
    }
    void WriteBuffer(Buffer &data)
    {
        return Write(data.ReadPosition(), data.ReadAbleSize());
    }
    void WirteBufferAndPush(Buffer &data)
    {
        WriteBuffer(data);
        MoveWriteOffset(data.ReadAbleSize());
    }
    // 读取数据
    void Read(void *buf, uint64_t len)
    {
        // 要求获取的数据大小必须小于可读数据大小
        assert(len <= ReadAbleSize());
        std::copy(ReadPosition(), ReadPosition() + len, (char*)buf);
    }
    void ReadAndPop(void *buf, uint64_t len)
    {
        Read(buf, len);
        MoveReadOffset(len);
    }
    std::string ReadAsString(uint64_t len)
    {
        // 要求获取的数据大小必须小于可读数据大小
        assert(len <= ReadAbleSize());
        std::string str;
        str.resize(len);
        Read(&str[0], len); // 这里不直接用str.c_str()的原因是，这个的返回值是const类型
        return str;
    }
    std::string ReadAsStringAndPop(uint64_t len)
    {
        assert(len <= ReadAbleSize());
        std::string str = ReadAsString(len);
        MoveReadOffset(len);
        return str;
    }
    char *FindCRLF()
    {
        char *res = (char*)memchr(ReadPosition(), '\n', ReadAbleSize());
        return res;
    }
    //这种情况针对的是,通常获取一行数据
    std::string GetLine()
    {
        char *pos = FindCRLF();
        if(pos == nullptr)
            return "";
        // +1 是为了把换行字符也取出来
        return ReadAsString(pos - ReadPosition() + 1);
    }
    std::string GetLineAndPop()
    {
        std::string str = GetLine();
        MoveReadOffset(str.size());
        return str;
    }

    // 清空缓冲区
    void Clear()
    {
        // 只需要将偏移量归0即可
        _reader_idx = 0;
        _writer_idx = 0;
    }
};

测试

正常读取与写入

符合预期

相同类型拷贝

符合预期

扩容测试

符合预期

按行读取

程序正常退出，符合预期(不符合会死循环)

最后附上makefile