操作系统 电梯调c语言

时间: 2023-07-09 20:38:10 浏览: 49
电梯调度是一个典型的操作系统问题,具体实现可以借助C语言来完成。以下是一个简单的电梯调度C语言代码示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <pthread.h> #include <unistd.h> #define FLOOR_NUM 20 #define ELEVATOR_NUM 3 #define MAX_PEOPLE 10 enum Direction { UP, DOWN }; struct Person { int id; int start_floor; int end_floor; }; struct Elevator { int id; int cur_floor; int num_people; struct Person people[MAX_PEOPLE]; enum Direction direction; pthread_mutex_t mutex; pthread_cond_t cond; pthread_t thread; }; struct Building { struct Elevator elevators[ELEVATOR_NUM]; pthread_mutex_t mutex; }; void person_init(struct Person *person, int id, int start_floor, int end_floor) { person->id = id; person->start_floor = start_floor; person->end_floor = end_floor; } void elevator_init(struct Elevator *elevator, int id) { elevator->id = id; elevator->cur_floor = 1; elevator->num_people = 0; elevator->direction = UP; pthread_mutex_init(&elevator->mutex, NULL); pthread_cond_init(&elevator->cond, NULL); } void building_init(struct Building *building) { for (int i = 0; i < ELEVATOR_NUM; i++) { elevator_init(&building->elevators[i], i); } pthread_mutex_init(&building->mutex, NULL); } void elevator_add_person(struct Elevator *elevator, struct Person *person) { pthread_mutex_lock(&elevator->mutex); while (elevator->num_people >= MAX_PEOPLE) { // 电梯已满 pthread_cond_wait(&elevator->cond, &elevator->mutex); // 等待 } elevator->people[elevator->num_people++] = *person; pthread_cond_signal(&elevator->cond); // 通知电梯已有人 pthread_mutex_unlock(&elevator->mutex); } void elevator_remove_person(struct Elevator *elevator, int index) { pthread_mutex_lock(&elevator->mutex); for (int i = index; i < elevator->num_people - 1; i++) { elevator->people[i] = elevator->people[i + 1]; } elevator->num_people--; pthread_cond_signal(&elevator->cond); // 通知电梯已有空位 pthread_mutex_unlock(&elevator->mutex); } void elevator_move(struct Elevator *elevator) { pthread_mutex_lock(&elevator->mutex); if (elevator->direction == UP) { for (int i = 0; i < FLOOR_NUM; i++) { if (i < elevator->cur_floor) { // 已经经过的楼层 continue; } elevator->cur_floor = i; printf("电梯%d上行到%d楼\n", elevator->id, elevator->cur_floor); for (int j = 0; j < elevator->num_people; j++) { // 检查每个人是否到达目的地 if (elevator->people[j].end_floor == elevator->cur_floor) { printf("电梯%d有人在%d楼下电梯\n", elevator->id, elevator->cur_floor); elevator_remove_person(elevator, j); j--; } } if (elevator->cur_floor == FLOOR_NUM - 1) { // 到达顶层,改为下行 elevator->direction = DOWN; break; } } } else { for (int i = FLOOR_NUM - 1; i >= 0; i--) { if (i > elevator->cur_floor) { // 已经经过的楼层 continue; } elevator->cur_floor = i; printf("电梯%d下行到%d楼\n", elevator->id, elevator->cur_floor); for (int j = 0; j < elevator->num_people; j++) { // 检查每个人是否到达目的地 if (elevator->people[j].end_floor == elevator->cur_floor) { printf("电梯%d有人在%d楼下电梯\n", elevator->id, elevator->cur_floor); elevator_remove_person(elevator, j); j--; } } if (elevator->cur_floor == 0) { // 到达底层,改为上行 elevator->direction = UP; break; } } } pthread_mutex_unlock(&elevator->mutex); } void *elevator_thread(void *arg) { struct Elevator *elevator = (struct Elevator *)arg; while (1) { elevator_move(elevator); usleep(1); // 等待一段时间,模拟电梯运行 } return NULL; } void building_add_person(struct Building *building, struct Person *person) { int elevator_id = rand() % ELEVATOR_NUM; pthread_mutex_lock(&building->elevators[elevator_id].mutex); elevator_add_person(&building->elevators[elevator_id], person); pthread_mutex_unlock(&building->elevators[elevator_id].mutex); } void *person_thread(void *arg) { struct Person *person = (struct Person *)arg; printf("有人[%d]在%d楼等电梯\n", person->id, person->start_floor); building_add_person((struct Building *)arg, person); return NULL; } int main() { srand(time(NULL)); // 随机数种子 struct Building building; building_init(&building); pthread_t person_threads[MAX_PEOPLE]; for (int i = 0; i < MAX_PEOPLE; i++) { struct Person person; person_init(&person, i, rand() % FLOOR_NUM, rand() % FLOOR_NUM); pthread_create(&person_threads[i], NULL, person_thread, (void *)&building); usleep(10000); // 等待一段时间,模拟人的到来 } for (int i = 0; i < ELEVATOR_NUM; i++) { pthread_create(&building.elevators[i].thread, NULL, elevator_thread, (void *)&building.elevators[i]); } for (int i = 0; i < MAX_PEOPLE; i++) { pthread_join(person_threads[i], NULL); } for (int i = 0; i < ELEVATOR_NUM; i++) { pthread_cancel(building.elevators[i].thread); } return 0; } ``` 以上代码实现了一个多线程的电梯调度,包括电梯的初始化、人员的加入和移除、电梯的移动等功能。在主函数中,我们使用多个线程模拟了多个人同时在楼层等电梯,通过调用`building_add_person`函数将人分配给随机选择的电梯。电梯运行的过程在`elevator_thread`函数中被模拟,通过调用`elevator_move`函数实现电梯的移动,每次移动后等待一段时间,模拟电梯的实际运行。最后,我们使用`pthread_cancel`函数取消电梯线程的运行。 需要注意的是,多线程程序中需要使用锁和条件变量来保证线程之间的同步和互斥,避免出现竞态条件等问题。在以上代码中,我们使用了`pthread_mutex_t`和`pthread_cond_t`等线程相关的函数来实现同步和互斥。

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