#include <sys/sem.h> #include <sys/shm.h> #include <sys/ipc.h>的Windows实现

在Windows操作系统中，`<sys/sem.h>`、`<sys/shm.h>` 和 `<sys/ipc.h>` 这些头文件通常是在Linux或Unix系统中用于进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）的库函数的声明，它们包含了信号量（Semaphore）、共享内存（Shared Memory）和消息队列（Message Queue）等机制的定义。然而，在Windows上，这些功能通过不同的API实现：

1. 对于信号量（Semaphore），Windows提供了一个名为`CreateSemaphore`和`ReleaseSemaphore`的函数，它们属于`Windows Synchronization API`的一部分，用于同步线程。

2. 共享内存在Windows中通常通过`VirtualAlloc`和`MapViewOfFile`来管理，而不是直接使用`shm_open`等系统调用。

3. 消息队列在Windows中则是通过`CreateQueue`、`PostQueuedCompletionStatus`等功能实现，位于`Windows Message Queuing (MSMQ)`。

如果你在Windows环境中需要类似的功能，可以查阅Windows API文档，如`Kernel32.dll`、`User32.dll`或`Windows Communication Foundation (WCF)`等库提供的API。请注意，Windows的API和命名可能会有所不同，并且一些高级特性在Windows上可能没有直接对应。

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优化这段代码//为消息发送程序 #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<sys/stat.h> #include<fcntl.h> #include<pthread.h> #include<semaphore.h> #include<sys/types.h> #include<unistd.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/shm.h> static const char * MUTEX_NAME = "mutex_shm"; static const char * FULL_NAME = "full_shm"; #define INPUT_SIZE 1024 //输入的最大长度 #define KEY_NUM 8848 void P(sem_t *semPtr){ sem_wait(semPtr); } void V(sem_t *semPtr){ sem_post(semPtr); } int main(int argc, char** argv){ key_t key = KEY_NUM; //为共享内存段命名 char input[INPUT_SIZE]; char reply[INPUT_SIZE]; int shmid; char* shmptr; //创建共享内存 shmid = shmget(key, INPUT_SIZE, IPC_CREAT | 0666); if(shmid < 0) { perror("Receiver: Shmget Error"); exit(EXIT_FAILURE); } //启动对该共享内存的访问，并把共享内存连接到当前进程的地址空间 shmptr = shmat(shmid, NULL, 0); sem_t* mutex = sem_open(MUTEX_NAME,O_CREAT); //共享内存只能同时一个程序访问 sem_t* full = sem_open(FULL_NAME,O_CREAT); //共享内存的消息数量 printf("请输入一串字符:"); scanf("%s",input); P(mutex); strcpy(shmptr,input); V(mutex); V(full); printf("消息已发送给receiver!\n"); //把共享内存从当前进程中分离 if(shmdt(shmptr) == -1){ fprintf(stderr, "shmdt failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } return 0; }

这段代码可以进行以下优化：

1. 在创建信号量时，应该设置初始值，否则可能会出现死锁的情况。

2. 在使用信号量时，应该先判断是否成功获取信号量，否则可能会出现程序崩溃的情况。

3. 应该检查共享内存的连接是否成功。

4. 在结束程序之前，应该关闭信号量和共享内存。

下面是优化后的代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>
#include<pthread.h>
#include<semaphore.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/shm.h>

static const char * MUTEX_NAME = "mutex_shm";
static const char * FULL_NAME  = "full_shm";

#define INPUT_SIZE 1024 //输入的最大长度
#define KEY_NUM 8848

void P(sem_t *semPtr){
    if(sem_wait(semPtr) != 0){
        perror("P: sem_wait() failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

void V(sem_t *semPtr){
    if(sem_post(semPtr) != 0){
        perror("V: sem_post() failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int main(int argc, char** argv){
    key_t key = KEY_NUM;  //为共享内存段命名
    char input[INPUT_SIZE];
    int shmid;
    char* shmptr;
    sem_t* mutex;
    sem_t* full;

    //创建共享内存
    shmid = shmget(key, INPUT_SIZE, IPC_CREAT | 0666);
    if(shmid < 0)
    {
        perror("Receiver: Shmget Error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    //启动对该共享内存的访问，并把共享内存连接到当前进程的地址空间
    shmptr = shmat(shmid, NULL, 0);
    if(shmptr == (char*)-1){
        perror("shmat failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    //创建信号量
    mutex = sem_open(MUTEX_NAME, O_CREAT, 0666, 1);
    if(mutex == SEM_FAILED){
        perror("sem_open(mutex) failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    full = sem_open(FULL_NAME, O_CREAT, 0666, 0);
    if(full == SEM_FAILED){
        perror("sem_open(full) failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("请输入一串字符:");
    scanf("%s",input);

    //获取信号量
    P(mutex);
    strcpy(shmptr,input);
    V(mutex);
    V(full);
    printf("消息已发送给receiver!\n");

    //关闭信号量和共享内存
    sem_close(mutex);
    sem_close(full);
    shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);

    return 0;
}

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/shm.h> #include<sys/sem.h> #include<string.h> typedef struct _test{ int a_val; int b_val; int a_flag; int b_flag; int game_no; int stage; }test; int pk[3][3] = {0,-1,1,1,0,-1,-1,1,0}; void sem_p(); void sem_v(); void set_sem(); void del_sem(); int sem_id; union semun{ int val; struct semid_ds *buf; unsigned short *arry; }; int main(){ int shmid; test* shm; shmid = shmget((key_t)1236,sizeof(test),0666|IPC_CREAT); if(shmid == -1){ printf("shmget failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("%d",shmid); shm = shmat(shmid,0,0); if (shm == (void*)-1){ printf("shmat failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } printf("\nMemory attached at %X\n",(int)shm); sem_id = semget((key_t)3000,1,0666|IPC_CREAT); set_sem(); int no=0,debug=0,a,b; shm->a_flag=0; shm->a_val = -2; shm->b_flag=0; shm->b_val = -2; shm->game_no=1; shm->stage=0; while(1){ sem_p(); //printf("a:%d b:%d\n",shm->a_val,shm->b_val); sleep(1); if(shm->game_no==-1){ sem_v(); break; } if (shm->stage==0){ if(no!=shm->game_no){ no = shm->game_no; printf("-------------------\n"); printf("game_no:%d\n",no); } if(shm->a_flag==1 && shm->b_flag==1) shm->stage=1; } else if(shm->stage==1){ printf("a:%d\n",shm->a_val); printf("b:%d\n",shm->b_val); a = pk[shm->a_val][shm->b_val]; b = pk[shm->b_val][shm->a_val]; shm->a_val=a; shm->b_val=b; shm->a_flag=0; shm->b_flag=0; shm->stage=2; } else if(shm->stage==2){ if(shm->a_flag==1 && shm->b_flag==1){ shm->stage=0; shm->game_no++; shm->a_flag=0; shm->b_flag=0; printf("-------------------\n"); if(shm->game_no > 100) shm->game_no=-1; } } sem_v(); } shmdt(shm); int ret=0; ret = shmctl(shmid,IPC_RMID,NULL); if(ret<0){ printf("shmctl error!\n"); } del_sem(); printf("finish"); } void set_sem(){ union semun sem_union; sem_union.val=1; semctl(sem_id,0,SETVAL,sem_union); } void del_sem(){ union semun sem_union; semctl(sem_id,0,IPC_RMID,sem_union); } void sem_p(){ struct sembuf sem_b; sem_b.sem_num = 0; sem_b.sem_op = -1; sem_b.sem_flg = SEM_UNDO; semop(sem_id,&sem_b,1); } void sem_v(){ struct sembuf sem_b; sem_b.sem_num = 0; sem_b.sem_op = 1; sem_b.sem_flg = SEM_UNDO; semop(sem_id,&sem_b,1); }

这段代码是一个使用共享内存和信号量实现的石头剪刀布游戏程序。程序中创建了一个共享内存区域，用于存储游戏的状态和玩家的选择结果。同时，使用了一个信号量来控制共享内存的访问，防止多个进程同时修改共享内存的内容。

具体来说，程序中定义了一个结构体test，用于存储游戏的状态和玩家的选择结果。其中包括两个整型变量a_val和b_val，分别表示玩家A和玩家B的选择，-2表示未做出选择；a_flag和b_flag，表示玩家A和玩家B是否已经做出选择，0表示未做出选择，1表示已做出选择；game_no，表示当前游戏的轮数；stage，表示游戏的阶段，0表示等待玩家做出选择，1表示计算结果，2表示等待下一轮游戏开始。

在主函数中，程序首先创建了一个共享内存区域，然后使用shmat函数将共享内存映射到本进程的地址空间中。接着，创建了一个信号量，用于控制共享内存的访问。程序采用了PV操作，即sem_p和sem_v函数，来实现对信号量的操作。

程序进入死循环，在循环中不断检查共享内存的状态。如果游戏轮数已经超过100轮，则结束游戏，否则等待玩家做出选择。如果两个玩家都已经做出选择，则计算结果，并等待下一轮游戏开始。

最后，使用shmdt函数将共享内存从本进程的地址空间中分离，使用shmctl函数删除共享内存区域，使用del_sem函数删除信号量。