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;
}
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