哲学家就餐问题实验报告.docx
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哲学家就餐问题实验报告
哲学家就餐问题实验报告
姓名:
何绍金
班级:
自动化1202
学号:
201203870408
指导教师:
张健
2014年11月22日
一.实验题目
经典的同步问题——哲学家就餐问题设计。
二.实验内容
1.实验要求
有五个哲学家围坐在一圆桌旁,桌中央有一盘通心粉,每人面前有一只空盘子,每两人之间放一只筷子每个哲学家的行为是思考,感到饥饿,然后吃通心粉.为了吃通心粉,每个哲学家必须拿到两只筷子,并且每个人只能直接从自己的左边或右边去取筷子。
2.程序流程图
图1.主程序模块流程图
图2.状态改变模块流程图
图3.返回哲学家状态流程图
图4返回餐具状态模块流程图
3.测试结果
图5测试结果1
图6测试结果2
图7测试结果3
4.结果分析和小结
(1)程序分为四大模块,一步步解决了哲学家状态及状态改变的问题,筷子的“闲”、“用”问题;实现了哲学家等待、吃饭、思考三个过程的转换循环,并且避免了死锁问题;让临界资源得到了充分的利用。
(2)这次实验让我学会分模块解决问题,怎样运用互斥锁对临界资源进行管理;此外自己在编程上及一些函数的认识仍存在较大的问题,以后应该多多实践,提高自己的反应速度,加强逻辑思维能力。
三.程序源代码
#include
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
booltools[5];//全局变量,用餐工具
CRITICAL_SECTIONcs;//信号量,在线程中使用,临界区
classPhilosopher
{
private:
intnumber;
intstatus;/*标记当前哲学家的状态,0表示正在等待
(即处于饥饿状态),1表示得到两支筷子正在吃饭,2表示正在思考*/
public:
Philosopher(intnum=0):
status
(2),number(num){}
constintfind()
{
returnnumber;
}
constintgetinfo()
{returnstatus;}
voidChange();//状态改变函数
voiddead_lock();
};
/////////
voidPhilosopher:
:
dead_lock()
{
EnterCriticalSection(&cs);//进入临界区
strings;
if(status==1)
{
tools[number%5]=true;
//tools[(number-1)%5]=true;
status=2;
}
elseif(status==2)
{
status=0;
//tools[(number-1)%5]=false;
//tools[(number-1)%5]=true;
}
elseif(status==0)
{
tools[number%5]=false;
tools[(number-1)%5]=false;
status=1;
}
LeaveCriticalSection(&cs);
//cout<<"*********";
}
/////////
voidPhilosopher:
:
Change()
{
EnterCriticalSection(&cs);//进入临界区
if(status==1)//正在进餐
{
tools[number%5]=true;//放下左手工具
tools[(number-1)%5]=true;//放下右手工具
status=2;//改变状态为思考
}
elseif(status==2)//思考中
{
status=0;//改变状态为等待
}
elseif(status==0)//等待中
{
if(tools[number%5]&&tools[(number-1)%5])//左右手两边工具均为空闲状态
{
tools[number%5]=false;//拿起左手工具
tools[(number-1)%5]=false;//拿起右手工具
status=1;
}
}
LeaveCriticalSection(&cs);
}
stringprint(Philosopher*pA)
{
//pA->Change();
inti=pA->getinfo();
stringstr;
if(i==0)
str="等待";
elseif(i==1)
str="就餐";
elsestr="思考";
returnstr;
}
stringtoolstatus(boola)
{
stringstate;
if(a==true)
state="闲";
if(a==false)
state="用";
returnstate;
}
intmain()
{
charcon='y';//判断是否继续
//con='n';
for(inti=0;i<5;i++)
tools[i]=true;//筷子都未使用,初始化
PhilosopherP1
(1),P2
(2),P3(3),P4(4),P5(5);
InitializeCriticalSection(&cs);//初始化初始化临界区
cout<<"-----------------------状态说明示意图:
-----------------------"<cout<<""<<"哲学家1号的状态"<<""<cout<<"筷子0的状态"<<""<<"筷子1的状态"<cout<<"哲学家5号的状态"<<""<<"哲学家2号的状态"<cout<<"筷子4的状态"<<""<<"筷子2的状态"<cout<<"哲学家4号的状态"<<""<<"哲学家3号的状态"<cout<<""<<"筷子3的状态"<//cout<<""<<"哲学家3号的状态"<<""<cout<<"筷子的状态,用表示使用中,闲表示空闲中。
"<cout<<"--------------------------------------------------------------"<//cout<<"哲学家们开始生活:
"<//cout<<"当前状态:
";
cout<//cin>>con;
while(con=='y')
{
P1.Change();P2.Change();P3.Change();P4.Change();P5.Change();
cout<<"当前状态为:
"<cout<<""<cout<<""<cout<<""<cout<<""<cout<<""<cout<<""<cout<<"--------------------------"<cout<<"若要继续下一状态,输入y;输入n进入死锁;输入其他,结束程序:
";
cin>>con;
Sleep(20);
}
while(con=='n')
{
P1.dead_lock();
P2.dead_lock();P3.dead_lock();P4.dead_lock();P5.dead_lock();
cout<<"死锁情况"<cout<<""<cout<<""<cout<<""<cout<<""<cout<<""<cout<<""<cout<<"--------------------------"<cout<<"输入n继续;输入其他,结束程序:
";
cin>>con;
Sleep(20);
}
DeleteCriticalSection(&cs);//退出资源区
return0;
}