c - 循环整数范围的最小值

Question

为了提供一些上下文，我有 n 个线程接收整数。这些是循环出现的(假设我们有一个 uint16，所以在 65535 之后，下一个接收到的数字将再次为零)。没有已知的从相应数字到接收该数字的线程的映射，就像一个简单的例子一样，偶数是从线程 1 接收的，奇数是从线程 2 接收的。某些线程还可以比其他线程接收更多的数字(这实际上是阻塞是必要的原因)。可能存在“跳跃”，这意味着数字不是按严格的升序接收的。接收到数字 x 后，下一个数字(无论是在同一个线程还是另一个线程中)不必是 x+1，也可以小于 x 或大于 x+1。不过，我们可以对这些跳跃的大小做出假设(上限是 N/2，因为 N 是可能的最大数字)。

为了让以下子系统正确处理数字，我们需要确保它们在接收时不会相差太远。下面的例子应该可以解决这个问题:

struct thread_status {
    bool block;
    uint16_t last;
}

void *thread_worker(void *data)
{
    struct thread_status *staus = (struct thread_status*)data;

    while (1) {
        if (status->block) {
            if (status->last <= MIN(array_of_lasts_from_all_threads))
                status->block = false;
            else
                continue;
        }

        status->last = receive_next();

        if (status->last >= MIN(array_of_lasts_from_all_threads) + ALLOWED_DIFF)
            status->block = true;
    }
}

现在实际的问题是，我将如何实现 MIN 函数？我也可以保存最小的最后一个值并与其进行比较，而不是总是与最后一个值的数组进行比较。然后我需要实现比较运算符。

另一个更精确的例子:如果我只有从 0 到 15 的整数和 3 个线程。

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
| | | | | | |X|X| | |0| | | | | |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

这里，X 是从其他线程最后读取的值，0 是当前读取的值。 MIN 和比较在这里很容易。然而在这种情况下

+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|X|0| | | | | | | | | | | | | |X|
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

最小值应为 15 而不是零。

Answer 1

我认为您可能问错了问题，但很难解释原因。让我们先回答这个简单的问题，看看它是否可以帮助您弄清楚如何实现(或避免实现)MIN 函数。

如果您的数组边界确实位于 uint16_t 边界上，您可以找到 0 读取与给定 X 索引之间的距离用简单的减法。 (稍微玩一下这个例子看看为什么。)

uint16_t recent = 1;
uint16_t previous = 65535;
uint16_t foo = (uint16_t)(recent - previous);
printf("%hu\n", foo);

您可能认为结果将是 uint16_t，但因为 the casting rules in C在您的平台上它可能是一个 int ，因此上面的显式转换。如果0在X之后，这个数字会比较小；如果相反，该数字将接近 UINT16_MAX。如果您改为转换为 int16_t，在大多数现代平台上，您应该得到一个代表顺序和距离的正数或负数。

如果数组边界不在大小边界上，则可以在转换为有符号类型之前使用模算术将减法“包装”回正常区域。