C语言MQTT主题过滤器设计

在C语言中设计MQTT主题过滤器时，我们需要考虑MQTT通信协议的相关特性。MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的发布/订阅消息传输协议，它使用主题来过滤和分发消息。一个主题可以包含通配符，如+和#，以实现更灵活的消息过滤。

以下是一个简单的C语言MQTT主题过滤器设计示例：

1. 定义主题过滤器结构： 首先，我们定义一个结构体来表示主题过滤器。这个结构体可以包含主题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]; // 用于存储'+'和'#'的位置
} MqttTopicFilter;

2. 初始化主题过滤器： 提供一个函数来初始化主题过滤器。这个函数接受一个主题字符串，并返回一个初始化后的主题过滤器结构体。

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

3. 检查主题是否匹配过滤器： 提供一个函数来检查给定的主题是否与主题过滤器匹配。这个函数接受一个主题过滤器和一个主题字符串，并返回一个布尔值。

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; // 如果过滤器主题比给定主题长，则不匹配
    
    int i = 0, j = 0;
    while (i < filter_len && j < len) {
        if (filter->topic[i] == '+' || filter->topic[i] == '#') {
            if (filter->topic[i] == '+') {
                // 检查'+'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] == '#') {
                // 检查'#'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++; // 跳过通配符字符
        } else {
            if (filter->topic[i] != topic[j]) return 0; // 字符不匹配
            i++; j++;
        }
    }
    
    return i == filter_len && j == len; // 确保两个字符串都完全匹配
}

4. 释放主题过滤器： 提供一个函数来释放主题过滤器的内存。

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

5. 示例使用： 以下是如何使用上述函数的示例：

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;
}

这个示例展示了如何使用C语言设计一个简单的MQTT主题过滤器。请注意，这个示例仅用于演示目的，并没有涉及实际的MQTT通信。在实际应用中，你可能需要与MQTT代理进行交互，处理消息的发布和订阅等操作。