哲学家就餐问题——MFC演示程序

编程入门行业动态更新时间:2024-10-07 06:40:57

哲学家就餐问题——MFC演示程序

这个问题实际上就是多线程的调度问题，因为MFC里面已经给我们封装好了线程类，CWinThread类，因此我们要做的仅仅是简单的为每位哲学家分别创建进程。程序逻辑不是很复杂，但在用MFC来做哲学家就餐问题的演示问题时，就涉及到的图像绘制可能比较麻烦，因为你要给每位哲学家的当前状态给出相应的图示。

这个是我写的演示程序的主界面，左边使用图形显示哲学家就餐中的一些状态切换，右边用编辑框给每位哲学家配以文字说明。

一、先说下演示程序的核心部分，CWinThread类和CCriticalSection临界区类

MFC给我们封装好了线程类CWinThread供我们在程序里面去创建新的线程，其提供了两种线程，工作线程和用户线程（具体区别可以去查相应资料，这里就不多说了），本程序采用的是工作线程（工作线程就是在后台处理大量数据，并不需要响应消息请求，用户线程就是在线程运行的时候还要时刻捕获用户的消息请求）。

工作线程创建很简单

CWinThread *pThread；

pThread->AfxBeginThread( AFX_THREADPROC pfnThreadProc, LPVOIDpParam, int nPriority = THREAD_PRIORITY_NORMAL, UINTnStackSize = 0, DWORD dwCreateFlags = 0, LPSECURITY_ATTRIBUTESlpSecurityAttrs = NULL );

函数具体参数可以查MSDN，我们常用的就是前面两个参数，第一个是是指定我们创建的线程所执行的代码，第二个参数是我们要传递给线程的数据结构。

本程序因为有六位哲学家，所以我创建了6个线程，并为其指定了执行函数

	CWinThread *pthread[6];for(int i=0;i<6;i++)pthread[i]=AfxBeginThread(Eat,&imageinfo[i]);

其中Eat是我指定线程执行的代码，因为本演示程序中六位哲学家做的事都是一样的，所以每位哲学家线程的执行代码也是一样的，imageinfo是我要从主程序中传递给线程的一些基本数据信息。

struct ImageInfo
{int index;                                   //索引，表示当前的是几号哲学家线程在执行CPoint pt_chair;                         //椅子的坐标CPoint pt_chopstick_middle[2]; //CPoint pt_chopstick_start[2];     //叉子的坐标信息CPoint pt_chopstick_end[2];      //double radius_chair;                 //椅子半径double radius_table;                 //桌子的半径CWnd* pWnd;                          //主程序窗口的句柄CRect rect;   HWND edit;                             //右边相应编辑框的句柄
};

UINT Eat(LPVOID param)
{   while (true)                     //设置为无线循环，好让线程一直运行下去{ImageInfo *imageinfo=(ImageInfo*)param;CDC *pDC=imageinfo->pWnd->GetDC();               //获得主程序窗口的DC//char textbuff[1024];//::GetWindowText(imageinfo->edit,textbuff,1024);CString text;CString temp;bool caneat=FALSE;                                              //标识变量，验证当前哲学家线程是否可以就餐

	CBrush brush_think,brush_eat,brush_wait,*oldbrush;  //表示各种状态的画刷和画笔

	CPen whitepen,blackpen,backpen,*oldpen;whitepen.CreatePen(PS_SOLID,4,RGB(255,255,255));blackpen.CreatePen(PS_SOLID,4,RGB(0,0,0));backpen.CreatePen(PS_SOLID,4,RGB(240,240,240));brush_think.CreateSolidBrush(RGB(255,0,0));brush_eat.CreateSolidBrush(RGB(0,255,0));brush_wait.CreateSolidBrush(RGB(0,0,255));CRect rect; //思考阶段temp.Format("开始思考!");	//text.Format(textbuff);//text=text+"\r\n"+temp;::SetWindowText(imageinfo->edit,(LPCTSTR)temp);	oldbrush=(CBrush*)pDC->SelectObject(&brush_think);	rect.left=imageinfo->pt_chair.x-imageinfo->radius_chair;rect.right=imageinfo->pt_chair.x+imageinfo->radius_chair;rect.top=imageinfo->pt_chair.y-imageinfo->radius_chair;rect.bottom=imageinfo->pt_chair.y+imageinfo->radius_chair;pDC->Ellipse(rect);//num.Format("%d",imageinfo->index+1);//pDC->DrawText(num,rect,DT_CENTER|DT_VCENTER|DT_SINGLELINE);pDC->SelectObject(oldbrush);g_cls.Lock();                  //g_cls为临界区变量，此处进入临界区if (chopsticks[imageinfo->index]==1&&chopsticks[(imageinfo->index+5)%6]==1){		chopsticks[imageinfo->index]=0;chopsticks[(imageinfo->index+5)%6]=0;caneat=TRUE;}g_cls.Unlock();          //退出临界区Sleep(2000);if (FALSE==caneat){           temp.Format("没有拿到两个叉子，无法吃饭!");  ::SetWindowText(imageinfo->edit,(LPCTSTR)temp);Sleep(1000);temp.Format("开始等待...");  ::SetWindowText(imageinfo->edit,(LPCTSTR)temp);oldbrush=(CBrush*)pDC->SelectObject(&brush_wait);pDC->Ellipse(rect);pDC->SelectObject(oldbrush);//pDC->DrawText(num,rect,DT_CENTER|DT_SINGLELINE|DT_VCENTER);Sleep(2000);}if (TRUE==caneat){temp.Format("成功拿到两个叉子，开始吃饭!");  ::SetWindowText(imageinfo->edit,(LPCTSTR)temp);Sleep(1000);temp.Format("吃饭...",imageinfo->index);//::GetWindowText(imageinfo->edit,textbuff,1024);//text.Format(textbuff);//text=text+"\r\n"+temp;::SetWindowText(imageinfo->edit,(LPCTSTR)temp);//吃饭的状态,拿起筷子oldpen=(CPen*)pDC->SelectObject(&blackpen);pDC->MoveTo(imageinfo->pt_chair);pDC->LineTo(imageinfo->pt_chopstick_middle[0]);pDC->MoveTo(imageinfo->pt_chair);pDC->LineTo(imageinfo->pt_chopstick_middle[1]);pDC->SelectObject(oldpen);oldpen=(CPen*)pDC->SelectObject(&whitepen);pDC->MoveTo(imageinfo->pt_chopstick_middle[0]);pDC->LineTo(imageinfo->pt_chopstick_end[0]);pDC->MoveTo(imageinfo->pt_chopstick_middle[1]);pDC->LineTo(imageinfo->pt_chopstick_end[1]);  	                 pDC->SelectObject(oldpen);oldbrush=(CBrush*)pDC->SelectObject(&brush_eat);pDC->Ellipse(rect);pDC->SelectObject(oldbrush);//pDC->DrawText(num,rect,DT_VCENTER|DT_CENTER|DT_SINGLELINE);Sleep((imageinfo->index+1)*1000);//吃完饭，放下筷子oldpen=(CPen*)pDC->SelectObject(&blackpen);pDC->MoveTo(imageinfo->pt_chopstick_middle[0]);pDC->LineTo(imageinfo->pt_chopstick_end[0]);pDC->MoveTo(imageinfo->pt_chopstick_middle[1]);pDC->LineTo(imageinfo->pt_chopstick_end[1]);pDC->SelectObject(oldpen);oldpen=(CPen*)pDC->SelectObject(&backpen);pDC->MoveTo(imageinfo->pt_chair);pDC->LineTo(imageinfo->pt_chopstick_middle[0]);pDC->MoveTo(imageinfo->pt_chair);pDC->LineTo(imageinfo->pt_chopstick_middle[1]);pDC->SelectObject(oldpen);oldbrush=(CBrush*)pDC->SelectObject(&brush_eat);pDC->Ellipse(rect);pDC->SelectObject(oldbrush);g_cls.Lock();chopsticks[imageinfo->index]=1;chopsticks[(imageinfo->index+5)%6]=1;    g_cls.Unlock();temp.Format("吃完饭，放下叉子!");  ::SetWindowText(imageinfo->edit,(LPCTSTR)temp);Sleep(1000);caneat=FALSE;	}  }//::SetWindowText(imageinfo->edit,"1");return TRUE;
}

线程处理函数里面主要的就是一个临界区变量g_cls,其是MFC提供的一个同步互斥类CCriticalSection的一个对象，其管理控制线程对共享资源的访问，MFC总共提供了四种同步互斥类可以用以处理共享变量的问题（CMutex， CSemaphore ，CEvent，CCriticalSection，各有区别，具体可以去网上查找相关资料或者看MSDN ）。

临界区对象要和共享变量一起放在MFC框架代码的外面

//全局变量
CCriticalSection g_cls;//临界区对象
int chopsticks[6];

在g_cls.Lock()和g_cls.Unlock()之间的变量将限制为同一时刻只能让一位线程访问。

二、演示程序的图形绘制部分

这部分主要就是计算坐标有点麻烦，绘图用CDC自带的一些绘图函数绘制而成。

void CPhilosophy_EatingDlg::OnPaint() 
{if (IsIconic()){CPaintDC dc(this); // device context for paintingSendMessage(WM_ICONERASEBKGND, (WPARAM) dc.GetSafeHdc(), 0);// Center icon in client rectangleint cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);CRect rect;GetClientRect(&rect);int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;// Draw the icondc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);}else{CDialog::OnPaint();}//获得显示框的大小rectCRect rect;GetDlgItem(IDC_STATIC_TABLE)->GetWindowRect(&rect);ScreenToClient(&rect);/***************************************************************///计算这个rect的中心坐标，求出桌子中心的坐标，以及其外接矩形的坐标///***************************************************************///1.计算桌子中心的坐标pt_table.x=(rect.right+rect.left)/2;pt_table.y=(rect.bottom+rect.top)/2;//2.计算桌子外接矩形的大小radius_table=(rect.right-rect.left)/3;//我们去显示框长度的1/3做为桌子的半径rect.left=pt_table.x-radius_table;rect.right=pt_table.x+radius_table;rect.top=pt_table.y-radius_table;rect.bottom=pt_table.y+radius_table;CDC *pDC=GetDC();	pDC->Ellipse(rect);	//计算每个椅子的中心坐标double pi=3.1415926535;double sin_temp,cos_temp;double x=pi/3;for (int i=0;i<6;i++)	{   sin_temp=sin(i*x);cos_temp=cos(i*x);pt_chair[i].x=pt_table.x-(3*radius_table)/2.0*sin_temp;pt_chair[i].y=pt_table.y-(3*radius_table)/2.0*cos_temp;}radius_chair=radius_table/4.0;//计算每个椅子的外接矩形，并画出椅子for (i=0;i<6;i++){rect.left=pt_chair[i].x-radius_chair;rect.right=pt_chair[i].x+radius_chair;rect.top=pt_chair[i].y-radius_chair;rect.bottom=pt_chair[i].y+radius_chair;pDC->Ellipse(rect);CString num;num.Format("%d",i+1);pDC->DrawText(num,&rect,DT_CENTER|DT_VCENTER|DT_SINGLELINE);//单行居中}//计算叉子的起始坐标和终止for (i=0;i<6;i++){   pt_chopstick_start[i].x=pt_table.x-radius_table*sin(i*x+pi/6);pt_chopstick_start[i].y=pt_table.y-radius_table*cos(i*x+pi/6);pt_chopstick_end[i].x=pt_table.x-25*sin(i*x+pi/6);pt_chopstick_end[i].y=pt_table.y-25*cos(i*x+pi/6);}//画筷子CPen pen(PS_SOLID,4,RGB(0,0,0));pDC->SelectObject(&pen);for (i=0;i<6;i++){pDC->MoveTo(pt_chopstick_start[i]);pDC->LineTo(pt_chopstick_end[i]);}  
}

上述代码中的相关变量在CPhilosophy_EatingDlg中声明：

class CPhilosophy_EatingDlg : public CDialog
{
// Construction
public:CPhilosophy_EatingDlg(CWnd* pParent = NULL);	// standard constructor
public:ImageInfo imageinfo[6];CWinThread *pthread[6];CPoint pt_table;CPoint pt_chair[6];double radius_table;double radius_chair;CPoint pt_chopstick_start[6];CPoint pt_chopstick_end[6];//CPoint pt_chopstick_start[6];BOOL m_continue;

进程运行时图形变化的绘制已经在进程函数Eat中了，大家可以自己看下，不是很复杂。

三、两个按钮的代码

开始和停止按钮的代码，没什么内容，我把代码贴下，大家可以参考~

void CPhilosophy_EatingDlg::OnButtonStart() 
{// TODO: Add your control notification handler code herefor (int m=0;m<6;m++){chopsticks[m]=1;}for(int i=0;i<6;i++){   switch(i){case 0:imageinfo[i].edit=GetDlgItem(IDC_EDIT_STATE1)->m_hWnd;break;case 1:imageinfo[i].edit=GetDlgItem(IDC_EDIT_STATE2)->m_hWnd;break;case 2:imageinfo[i].edit=GetDlgItem(IDC_EDIT_STATE3)->m_hWnd;break;case 3:imageinfo[i].edit=GetDlgItem(IDC_EDIT_STATE4)->m_hWnd;break;case 4:imageinfo[i].edit=GetDlgItem(IDC_EDIT_STATE5)->m_hWnd;break;case 5:imageinfo[i].edit=GetDlgItem(IDC_EDIT_STATE6)->m_hWnd;break;default:break;}imageinfo[i].pWnd=this;imageinfo[i].index=i;imageinfo[i].pt_chair=pt_chair[i];imageinfo[i].pt_chopstick_middle[0]=pt_chopstick_start[i];imageinfo[i].pt_chopstick_middle[1]=pt_chopstick_start[(i+5)%6];imageinfo[i].radius_chair=radius_chair;imageinfo[i].radius_table=radius_table;imageinfo[i].pt_chopstick_end[0]=pt_chopstick_end[i];imageinfo[i].pt_chopstick_end[1]=pt_chopstick_end[(i+5)%6];pthread[i]=AfxBeginThread(Eat,&imageinfo[i]);}}void CPhilosophy_EatingDlg::OnButtonStop() 
{// TODO: Add your control notification handler code here	if (FALSE==m_continue){GetDlgItem(IDC_BUTTON_STOP)->SetWindowText("继续演示");for (int i=0;i<6;i++){pthread[i]->SuspendThread();}m_continue=TRUE;return;}else{   GetDlgItem(IDC_BUTTON_STOP)->SetWindowText("暂停演示");for (int i=0;i<6;i++){pthread[i]->ResumeThread();}m_continue=FALSE;return;}}

主要的就是这么多了，大家结合着代码看看，有不明白的欢迎和我交流~~~

贴几个程序运行的图片

源代码下载：！

我把代码贴出来是希望能帮助一些人，如果有不明白的可以和我讨论，希望不要将本程序直接拷贝，谢了！

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本文发布于:2024-02-28 11:01:44，感谢您对本站的认可！

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