同步fifo的仿真代码及测试代码

同步FIFO（First-In-First-Out，即先进先出）是一种常见的数据结构，在计算机系统设计中用于在并发环境下管理数据流。这里给出一个简单的同步FIFO的伪代码示例以及基本的测试代码（假设使用C语言，因为它是常用的系统级编程语言），我们将使用互斥锁（mutex）和条件变量（condition variable）来保证线程安全。

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>

typedef struct {
    int* data;
    size_t capacity;
    size_t head;
    size_t tail;
    pthread_mutex_t lock;
    pthread_cond_t not_empty;
    pthread_cond_t not_full;
} SyncFifo;

// 创建同步FIFO
SyncFifo* sync_fifo_create(int capacity) {
    SyncFifo* fifo = malloc(sizeof(SyncFifo));
    if (fifo == NULL) return NULL;
    fifo->data = malloc(capacity * sizeof(int));
    if (fifo->data == NULL) {
        free(fifo);
        return NULL;
    }
    // 初始化其他成员
    ...
    return fifo;
}

// 入队操作
void sync_fifo_push(SyncFifo* fifo, int value) {
    pthread_mutex_lock(&fifo->lock);
    while (fifo->tail == (fifo->head + FIFO_SIZE - 1) % FIFO_SIZE) { // 队列已满
        pthread_cond_wait(&fifo->not_full, &fifo->lock);
    }
    fifo->data[fifo->tail] = value;
    fifo->tail = (fifo->tail + 1) % FIFO_SIZE;
    pthread_cond_signal(&fifo->not_empty);
    pthread_mutex_unlock(&fifo->lock);
}

// 出队操作
int sync_fifo_pop(SyncFifo* fifo) {
    pthread_mutex_lock(&fifo->lock);
    while (fifo->head == fifo->tail) { // 队列为空
        pthread_cond_wait(&fifo->not_empty, &fifo->lock);
    }
    int value = fifo->data[fifo->head];
    fifo->head = (fifo->head + 1) % FIFO_SIZE;
    pthread_cond_signal(&fifo->not_full);
    pthread_mutex_unlock(&fifo->lock);
    return value;
}

// 测试代码片段
int main() {
    SyncFifo* fifo = sync_fifo_create(5);
    if (fifo == NULL) {
        printf("Failed to create FIFO.\n");
        return 1;
    }

    // ... (添加元素、删除元素并检查结果)

    sync_fifo_destroy(fifo); // 清理资源
    return 0;
}

注意，这只是一个基础的伪代码示例，并未包含错误处理和其他细节。在实际应用中，你需要确保正确处理内存分配失败等异常情况，并提供适当的析构函数`sync_fifo_destroy()`来释放内存。