#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <conio.h>

#define M 5 // 进程数
#define N 3 // 资源数
#define TRUE 1
#define FALSE 0

int MAX[M][N] = {{5, 5, 9}, {5, 3, 6}, {4, 0, 11}, {4, 2, 5}, {4, 2, 4}};       // 最大需求矩阵
int AVAILABLE[N] = {17, 5, 13};                                                 // 系统可用资源数
int ALLOCATION[M][N] = {{0, 0, 0}, {0, 0, 0}, {0, 0, 0}, {0, 0, 0}, {0, 0, 0}}; // 已分配矩阵
int NEED[M][N] = {{5, 5, 9}, {5, 3, 6}, {4, 0, 11}, {4, 2, 5}, {4, 2, 4}};      // 需求矩阵
int Request[N] = {0, 0, 0};                                                     // 请求向量

void showdata();         // 显示系统状态
void changdata(int);     // 更改资源分配
void rschangedata(int);  // 回滚更改
int safecheck();         // 检查系统安全性
void inize();            // 初始化数据
int isbigneed(int);      // 检查需求
int isbigavailable(int); // 检查可用资源

// 主程序
int main()
{
    int i = 0, j = 0;
    char flag;
    inize();
    showdata();
    while (1)
    {
        while (1)
        {
            {
                printf("请输入申请资源的进程号(从0到%d): ", M - 1);
                scanf("%d", &i);
            }
            if (i < 0 || i >= M)
            {
                printf("输入的进程号不存在，请重新输入！\n");
            }
            else
                break;
        }
        // printf("请输入进程号");
        // printf("%d",i);
        printf("请输入进程 %d 申请的资源数量\n", i);
        for (j = 0; j < N; j++)
        {
            if (j == 0)
                printf("请输入申请A类资源的数量:");
            if (j == 1)
                printf("请输入申请B类资源的数量:");
            if (j == 2)
                printf("请输入申请C类资源的数量:");
            scanf("%d", &Request[j]);
        }

        if (isbigneed(i) && isbigavailable(i))
        {
            changdata(i);
            if (safecheck())
            {
                rschangedata(i);
                showdata();
            }
            else
            {
                showdata();
            }
        }
        printf("\n");
        printf("按“Y”或‘y’继续操作，否则退出：");
        getchar();
        scanf("%c", &flag);
        if (flag != 'y' && flag != 'Y')
        {
            printf("\n谢谢使用！\n");
            break;
        }
        printf("\n");
    }
}

// 检查是否超过需求
int isbigneed(int i)
{
    int j;
    for (j = 0; j < N; j++)
    {
        if (Request[j] > NEED[i][j])
        {
            printf("%d", i);
            printf("号进程");
            printf("申请的资源数>进程");
            printf("%d", i);
            printf("还需要");
            if (j == 0)
                printf("A");
            if (j == 1)
                printf("B");
            if (j == 2)
                printf("C");
            printf("类资源的资源量！申请不合理，出错！\n");
            printf("\n\n请输入任意键继续\n");
            getch();
            return 0;
            break;
        }
    }
    return 1;
}

// 检查是否超过可用资源
int isbigavailable(int i)
{
    int j;
    for (j = 0; j < N; j++)
    {
        if (Request[j] > AVAILABLE[j])
        {
            printf("进程");
            printf("%d", i);
            printf("申请的资源数大于系统可用");
            if (j == 0)
                printf("A");
            if (j == 1)
                printf("B");
            if (j == 2)
                printf("C");
            printf("类资源的资源量！申请不合理，出错！\n");
            printf("\n\n请输入任意键继续\n");
            getch();
            return 0;
            break;
        }
    }
    return 1;
}

// 初始化数据
void inize()
{
	printf("\n\n\t\t**************************************************************************************************\t\t\n");
	printf("\t\t\t\t实验二 银行家算法实验\n");
	printf("\n\n\t\t**************************************************************************************************\t\t\n");
	printf("\t\t\t\t计算机科学与技术2402班\n");
	printf("\t\t\t\t姓名：黄明艳\n");
	printf("\t\t\t\t学号：202404130209\n");
	printf("\t\t\t\t完成时间：2024年11月12日\n");
	printf("\t\t\t\t请输入任意键进入演示过程\n");
	_getch();
	system("cls");
}

// 显示系统状态
void showdata()
{
    int i, j;
    printf("当前可用资源:\n");
    printf("* * *Available* * *:\n");
    printf("资源类别:A\tB\tC\n");
    printf("资源数目:\n");
    for (j = 0; j < N; j++)
    {
        printf("%d\t", AVAILABLE[j]);
    }
    printf("\n");
    printf("\n");
    printf("\n\n各进程还需要的资源:\n");
    printf("* * * * * * * * Nedd * * * * * * * * \n");
    printf("资源类别:A\tB\tC\n");
    for (i = 0; i < M; i++)
    {
        // printf("");
        // printf("%d", i);
        // printf("号进程：");
        printf("%d号进程：", i);
        for (j = 0; j < N; j++)
        {
            printf("%d\t", NEED[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("\n\n各进程已分配的资源:\n");
    printf("* * * * * * Allocation * * * * * * \n");
    printf("资源类别:A\tB\tC\n");
    for (i = 0; i < M; i++)
    {
        // printf("");
        // printf("号进程：");
        printf("%d号进程：", i);
        for (j = 0; j < N; j++)
        {
            printf("%d\t", ALLOCATION[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("\n");
}

// 系统对进程请求响应，资源的暂时改变
void changdata(int k)
{
    int j;
    for (j = 0; j < N; j++)
    {
        AVAILABLE[j] = AVAILABLE[j] - Request[j];
        ALLOCATION[k][j] = ALLOCATION[k][j] + Request[j];
        NEED[k][j] = NEED[k][j] - Request[j];
    }
}

// 系统资源状态回滚
void rschangedata(int k)
{
    int j;
    for (j = 0; j < N; j++)
    {
        AVAILABLE[j] = AVAILABLE[j] + Request[j];
        ALLOCATION[k][j] = ALLOCATION[k][j] - Request[j];
        NEED[k][j] = NEED[k][j] + Request[j];
    }
}

// 安全性检查
int safecheck()
{
    int WORK[N], FINISH[M], temp[M], WORK1[N]; // 工作向量
    int i, j, n, m = 0, k = 0, p, l;

    // 初始化工作向量和完成向量
    for (i = 0; i < M; i++)
        FINISH[i] = FALSE;
    for (i = 0; i < N; i++)
    {
        WORK[i] = AVAILABLE[i];
        WORK1[i] = AVAILABLE[i];
    }
    // 查找系统是否有安全序列
    for (n = 0; n < M; n++)
    {
        for (i = 0; i < M; i++)
        {
            m = 0;
            for (j = 0; j < N; j++)
            {
                if (FINISH[i] == FALSE && NEED[i][j] <= WORK[j])
                {
                    WORK[j] = WORK[j] + ALLOCATION[i][j];
                    m++;
                }
            }
            if (m == 3)
            {
                FINISH[i] = TRUE;
                temp[k] = i;
                k++;
                for (l = 0; l < N; l++)
                    WORK1[l] = WORK[l];
            }
            else
            {
                for (p = 0; p < N; p++)
                    WORK[p] = WORK1[p];
            }
        }
    }
    for (i = 0; i < M; i++)
    {
        if (FINISH[i] == FALSE)
        {
            printf("\n");
            printf("系统不安全！本次资源申请不成功！\n");
            printf("\n\n请输入任意键继续\n");
            getch();
            printf("\n");
            return 1;
        }
        printf("\n");
        printf("经安全性检查，系统安全，本次分配成功！\n");
        printf("\n");
        printf("本次安全序列：\n");
        printf("进程依次为");
        for (i = 0; i < M; i++) // 输出安全序列 
        {
            printf("%d", temp[i]);
            printf("->");
    }
        printf("\n\n请输入任意键继续！ \n");
        getch();
        printf("\n");
        return 0;
    }
}