C LANGUAGE TECHNOLOGY

【C言語】おすすめのリングバッファのライブラリ

2021年5月23日

悩んでいる人

C言語でおすすめのリングバッファのライブラリを教えて!

こういった悩みにお答えします.

本記事の信頼性

  • リアルタイムシステムの研究歴12年.
  • 東大教員の時に,英語でOS(Linuxカーネル)の授業.
  • 2012年9月~2013年8月にアメリカのノースカロライナ大学チャペルヒル校(UNC)コンピュータサイエンス学部で客員研究員として勤務.C言語でリアルタイムLinuxの研究開発.
  • プログラミング歴15年以上,習得している言語: C/C++PythonSolidity/Vyper,Java,Ruby,Go,Rust,D,HTML/CSS/JS/PHP,MATLAB,Assembler (x64,ARM).
  • 東大教員の時に,C++言語で開発した「LLVMコンパイラの拡張」,C言語で開発した独自のリアルタイムOS「Mcube Kernel」GitHubにオープンソースとして公開
  • 2020年1月~現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるGuarantee Happiness LLCのCTOとしてECサイト開発やWeb/SNSマーケティングの業務.2022年6月~現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるJapanese Tar Heel, Inc.のCEO兼CTO.
  • 最近は自然言語処理AIイーサリアムに関する有益な情報発信に従事.
    • (AI全般を含む)自然言語処理AIの論文の日本語訳や,AIチャットボット(ChatGPT,Auto-GPT,Gemini(旧Bard)など)の記事を50本以上執筆.アメリカのサンフランシスコ(広義のシリコンバレー)の会社でプロンプトエンジニア・マネージャー・Quality Assurance(QA)の業務委託の経験あり.
    • (スマートコントラクトのプログラミングを含む)イーサリアムや仮想通貨全般の記事を200本以上執筆.イギリスのロンドンの会社で仮想通貨の英語の記事を日本語に翻訳する業務委託の経験あり.

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embedded-resources:おすすめのリングバッファのライブラリ

embedded-resourcesは,C言語でおすすめのリングバッファ(サーキュラーバッファ,環状バッファ)のライブラリです.

リングバッファとは,リング状に配置されたバッファのことです.

バッファを物理的にはリング状にできるわけではないので,インデックス(添字)をバッファサイズで割って剰余をで正規化します.

バッファを一定の範囲に限定し,線形のバッファを擬似的にリングとして扱うことで,リングバッファを実現します.

embedded-resourcesをgitでダウンロードしたい場合は以下のコマンドを実行しましょう.

embedded-resourcesは,他の言語のライブラリ等を含んでいます.

そこで,本記事では,embedded-resourcesでC言語のリングバッファのライブラリ部分だけを抽出して,すぐに使える状態で提供します.

embedded-resourcesのC言語のリングバッファのコード

embedded-resourcesのC言語のリングバッファのコードは以下になります.

  • circular_buffer.h
  • circular_buffer.c
  • circular_buffer_test.c

これらのファイルのコードを整形して読みやすく改良したものを紹介していきます.

また,これらのファイルはこちらからダウンロードできます.

unzipコマンドでcircular_buffer.zipファイルを解凍します.

circular_buffer.h

circular_buffer.hは,リングバッファの定義があります.

circuler_buffer.c

circualr_buffer.cは,リングバッファのライブラリです.

circuler_buffer_test.c

circular_buffer_test.cは,リングバッファのライブラリを利用するためのファイルです.

8行目の"circular_buffer/circular_buffer.h"を"circular_buffer.h"に変更した点以外は同じコードです.

Makefile

リングバッファ用のファイルをビルドして実行するために,私が作成したMakefileです.

Makefileと同じディレクトリにcircular_buffer.h,circular_buffer.c,circular_buffer_test.cがあることを想定しています.

circular_buffer.cとcircular_buffer_test.cファイルをビルドして実行ファイルcircular_bufferを生成します.

circular_buffer.zipファイルを解凍した時に作成したcirculr_bufferディレクトリに移動し,makeでビルドして実行すると,以下のようになります.

まとめ

C言語でおすすめのリングバッファのライブラリ「embedded-resources」を紹介しました.

embedded-resourcesのリングバッファのファイルと行数をまとめると以下になります.

  • circular_buffer.h:64行
  • circuler_buffer.c:147行
  • circuler_buffer_test.c:105行

合計317行と短いだけでなく,コードもシンプルで読みやすいので,C言語でリングバッファを利用する場合はembedded-resourcesをおすすめします.

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