#include"iostream.h"
#include"stdio.h"
#include"string.h"//頭文件

const int M=3;    //消息隊列長度：M條(由自己設定)
const int N=3;    //最大進程數目：N個(由自己設定)
int num=0,mutex=0;//進程數目num，臨界區互斥量mutex

struct infom      //消息結構
{
	int inno,outno;  //輸入，輸出進程號
	char content[20];//內容
	infom *next;
}*q,*s,*r,*first;
struct process    //進程結構
{
	int no,in,out;   //自己，輸入，輸出進程號
	char content[20];//內容
}P[M];
void main()
{
	
	cout<<"說明：(1)本程序消息隊列長度："<<M<<"條"<<endl;
	cout<<"      (2)本程序最大進程數目："<<N<<"個"<<endl;
	cout<<"      (3)本程序由操作者控制首先發送消息，然后再接收"<<endl;
	first=new infom;
	first->next=NULL; //初始化消息隊列頭指針
	do
	{
		if(num>0)
			cout<<"由于消息隊列中有消息沒被接收，繼續循環!"<<endl;
	for(int i=0;i<N;i++) //設計進程運行循環體
	{
		int k=1;
		P[i].no=i; //初始化進程號
		cout<<"\n以下是對P["<<i<<"]的操作"<<endl;
		while(k)
		{
			if(num<=M) //判斷消息數量是否滿
			{
				cout<<"(1)發送 " <<endl ;
				cout<<"(2)接收 " <<endl ;
				cout<<"(0)退出 " <<endl ;
				cout<<"請選擇：";
				cin>>k; //選擇操作
				switch(k)
				{
				case 1:   //發送消息部分
					{
						if(num<M)
						{	
							cout<<"請輸入接收進程號和內容：";
    						cin>>P[i].out>>P[i].content; //輸入接收進程號和內容
						    if(mutex==0)
							{							    
    						  if(P[i].out>=0&&P[i].out<N) //判斷接收消息號是否越界
							  {
								mutex=1;num++;  //互斥占用臨界區變量mutex
        					    infom *mes;
        						mes=new infom;  //新申請消息指針
						       	mes->inno=P[i].no;
						       	mes->outno=P[i].out;
						       	strcpy(mes->content,P[i].content);
					        	if(num==1)
							    r=first;
						       	r->next=mes;  //利用尾插法新消息入隊							
						        r=mes;	
						       	r->next=NULL;
						       	mutex=0;       //釋放臨界區變量mutex
						       	cout<<"進程P["<<i<<"]發送消息成功!"<<endl;
								cout<<"進程P["<<mes->outno<<"]請注意接收消息!"<<endl;//提醒進程同步接收
								if(mes->outno!=i&&mes->outno!=(i+1)&&(i+1)<M)  //判斷消息是否等待接收
								cout<<"由于下一個運行的進程是P["<<i+1<<"],所以消息等待接收!"<<endl;//進程互斥等待
							  }
							    else
							    	cout<<"進程號越界!請重新選擇!"<<endl;
							}
						    else
						    	cout<<"條件不滿足（已經有進程在訪問臨界區），等待...."<<endl;
						}
						else
							cout<<"消息隊列已滿，請先接收，然后再發送!!!"<<endl;
						break;
					}
				case 2:    //接收消息部分
					{
						if(num>0)
						{
							s=first;
						    q=first->next;  //初始化工作指針
							while(q)
							{
								if(P[i].no==q->outno)//判斷進程號是否相等
								{
									if(mutex==0)   //進程同步接收
									{
										mutex=1;num--;  //互斥占用臨界區變量mutex
									    P[i].in=q->inno;
								        strcpy(P[i].content,q->content);
							    	    mutex=0;        //釋放臨界區變量mutex
							    	    cout<<"進程P["<<i<<"]接收消息成功!"<<endl;
									    cout<<"消息來自:"<<P[i].in<<"  內容是:"<<P[i].content<<endl;
										s->next=q->next;//刪除已接收消息
									    break;    //接收一條消息后退出循環
									}
							        else
										cout<<"條件不滿足（已經有進程在訪問臨界區），等待...."<<endl;
								}
								s=q;      //保存工作指針前驅
							    q=q->next;//工作指針下移
							}
							if(!q)
								cout<<"沒有本進程的消息!"<<endl;
						}
						else
							cout<<"消息隊列中沒有消息,請先發送消息"<<endl;
						break;
					}
				default: break; //退出過程部分
				}
			}
			else
			{
				cout<<"消息隊列已經放滿!請先取出消息，然后再發送!"<<endl;
			    break;
			}
		}
	}
	}while(num>0);  //當消息隊列中還有消息時，繼續循環，直到沒有消息為止
	cout<<"\n進程通訊過程結束! "<<endl;
}



/*
6、設計六  基于消息的通訊系統設計
目的與要求：
  本設計的目的：是通過設計和調試一個基于消息的通訊系統，來實現進程之間的間接通訊，
                使學生對進程間的通訊機制、進程間的同步機制有一個深入的理解。
具體要求如下：
  ⑴設計一個消息傳遞系統，使兩進程以消息為單位進行數據交換；
  ⑵以間接方式進行這種傳遞，發送進程把消息發送到中間實體，接收進程從中取得消息；
  ⑶中間實體應能保留一定數量的消息（如，保留10條消息）；
  ⑷兩進程應保證同步與互斥。
*/