C語言MQTT主題過濾器設計

在C語言中設計MQTT主題過濾器時，我們需要考慮MQTT通信協議的相關特性。MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一種輕量級的發布/訂閱消息傳輸協議，它使用主題來過濾和分發消息。一個主題可以包含通配符，如+和#，以實現更靈活的消息過濾。

以下是一個簡單的C語言MQTT主題過濾器設計示例：

1. 定義主題過濾器結構： 首先，我們定義一個結構體來表示主題過濾器。這個結構體可以包含主題字符串和通配符位置信息。

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

typedef struct {
    char *topic;
    int wildcard_positions[2]; // 用于存儲'+'和'#'的位置
} MqttTopicFilter;

2. 初始化主題過濾器： 提供一個函數來初始化主題過濾器。這個函數接受一個主題字符串，并返回一個初始化后的主題過濾器結構體。

MqttTopicFilter init_topic_filter(const char *topic) {
    MqttTopicFilter filter;
    filter.topic = strdup(topic); // 復制主題字符串
    filter.wildcard_positions[0] = -1; // 初始化'+'的位置為-1
    filter.wildcard_positions[1] = -1; // 初始化'#'的位置為-1
    return filter;
}

3. 檢查主題是否匹配過濾器： 提供一個函數來檢查給定的主題是否與主題過濾器匹配。這個函數接受一個主題過濾器和一個主題字符串，并返回一個布爾值。

int topic_matches_filter(const MqttTopicFilter *filter, const char *topic) {
    int len = strlen(topic);
    int filter_len = strlen(filter->topic);
    
    if (filter_len > len) return 0; // 如果過濾器主題比給定主題長，則不匹配
    
    int i = 0, j = 0;
    while (i < filter_len && j < len) {
        if (filter->topic[i] == '+' || filter->topic[i] == '#') {
            if (filter->topic[i] == '+') {
                // 檢查'+'之前的字符是否匹配
                while (j < len && topic[j] != '/') j++;
                if (j == len || (filter->wildcard_positions[1] != -1 && filter->wildcard_positions[1] <= j)) return 0;
            } else if (filter->topic[i] == '#') {
                // 檢查'#'之前的所有字符是否匹配
                while (j < len && topic[j] != '/') j++;
                if (j == len || filter->wildcard_positions[1] != -1 && filter->wildcard_positions[1] <= j) return 0;
            }
            i++; // 跳過通配符字符
        } else {
            if (filter->topic[i] != topic[j]) return 0; // 字符不匹配
            i++; j++;
        }
    }
    
    return i == filter_len && j == len; // 確保兩個字符串都完全匹配
}

4. 釋放主題過濾器： 提供一個函數來釋放主題過濾器的內存。

void free_topic_filter(MqttTopicFilter *filter) {
    free(filter->topic);
}

5. 示例使用： 以下是如何使用上述函數的示例：

int main() {
    MqttTopicFilter filter = init_topic_filter("test/topic/+");
    
    if (topic_matches_filter(&filter, "test/topic/sub")) {
        printf("Matched!\n");
    } else {
        printf("Not Matched!\n");
    }
    
    if (topic_matches_filter(&filter, "test/topic/#")) {
        printf("Matched!\n");
    } else {
        printf("Not Matched!\n");
    }
    
    if (topic_matches_filter(&filter, "test/other")) {
        printf("Matched!\n");
    } else {
        printf("Not Matched!\n");
    }
    
    free_topic_filter(&filter);
    return 0;
}

這個示例展示了如何使用C語言設計一個簡單的MQTT主題過濾器。請注意，這個示例僅用于演示目的，并沒有涉及實際的MQTT通信。在實際應用中，你可能需要與MQTT代理進行交互，處理消息的發布和訂閱等操作。