#include <iostream>
using namespace std;

#define MAXPROCESS 50 //最大进程数
#define MAXRESOURCE 100 //最大资源数
int AVAILABLE[MAXRESOURCE];     //可用资源数组
int MAX[MAXPROCESS][MAXRESOURCE];       //最大需求矩阵
int ALLOCATION[MAXPROCESS][MAXRESOURCE];        //分配矩阵
int NEED[MAXPROCESS][MAXRESOURCE];      //需求矩阵
int REQUEST[MAXPROCESS][MAXRESOURCE];       //进程需要资源数
bool FINISH[MAXPROCESS];        //系统是否有足够的资源分配
int p[MAXPROCESS];  //记录序列

int m,n;        //m个进程，n个资源
void Init();
bool Safe();
void Bank();
int main()
{
    Init();
    Safe();
    Bank();
}

void Init()     //初始化算法
{
    int i,j;
    cout<<endl;
    cout<<"\t 银行家算法 "<<endl;
    cout<<endl;

    cout<<"请输入进程的数目:";
    cin>>m;
    cout<<"请输入资源的种类:";
    cin>>n;
    cout<<"请输入每个进程最多所需的各资源数,按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;
    for(i=0;i<m;i++)
        for(j=0;j<n;j++)
            cin>>MAX[i][j];
    cout<<"请输入每个进程已分配的各资源数,也按照"<<m<<"x"<<n<<"矩阵输入"<<endl;
    for(i=0;i<m;i++)
    {
        for(j=0;j<n;j++)
        {
            cin>>ALLOCATION[i][j];
            NEED[i][j]=MAX[i][j]-ALLOCATION[i][j];
            if(NEED[i][j]<0)
            {
                cout<<"您输入的第"<<i+1<<"个进程所拥有的第"<<j+1<<"个资源数错误,请重新输入:"<<endl;
                j--;
                continue;
            }
        }
    }
    cout<<"请输入现有可利用资源数目:"<<endl;
    for(i=0;i<n;i++)
    {
        cin>>AVAILABLE[i];
    }
}

void Bank()     //银行家算法
{
    int i,cusneed;
    char again;
    while(1)
    {
        cout<<"请输入要申请资源的进程号"<<endl;
        cin>>cusneed;
        cout<<"请输入进程所请求的各资源的数量"<<endl;
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            cin>>REQUEST[cusneed][i];
        }
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            if(REQUEST[cusneed][i]>NEED[cusneed][i])
            {
                cout<<"您输入的请求数超过进程的需求量!请重新输入!"<<endl;
                //continue;
            }
            if(REQUEST[cusneed][i]>AVAILABLE[i])
            {
                cout<<"您输入的请求数超过系统有的资源数!请重新输入!"<<endl;

                //continue;
            }
        }
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            AVAILABLE[i]-=REQUEST[cusneed][i];
            ALLOCATION[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i];
            NEED[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];
        }
        if(Safe())
        {
            cout<<"同意分配请求!"<<endl;
        }
        else
        {
            cout<<"您的请求被拒绝!"<<endl;
            for(i=0;i<n;i++)
            {
                AVAILABLE[i]+=REQUEST[cusneed][i];
                ALLOCATION[cusneed][i]-=REQUEST[cusneed][i];
                NEED[cusneed][i]+=REQUEST[cusneed][i];
            }
        }
        for(i=0;i<m;i++)
        {
            FINISH[i]=false;
        }
        cout<<"您还想再次请求分配吗?是请按y"<<endl;
        cin>>again;
        if(again=='y')
        {
            continue;
        }
        break;
    }
}

bool Safe()     //安全性算法
{
    int i,j,k,l=0;
    int Work[MAXRESOURCE];                      /*工作数组*/
    for(i=0;i<n;i++)
        Work[i]=AVAILABLE[i];
    for(i=0;i<m;i++)
    {
        FINISH[i]=false;
    }
    for(i=0;i<m;i++)        //m个进程n个资源
    {    
        if(FINISH[i]==true)
        {
            continue;
        }
        else
        {
            for(j=0;j<n;j++)
            {
                if(NEED[i][j]>Work[j])
                {
                    break;
                }
            }
            if(j==n)
            { 
                FINISH[i]=true;
                for(k=0;k<n;k++)
                {
                    Work[k]+=ALLOCATION[i][k];
                }
                p[l++]=i;
                i=-1;
            }
            else
            {                  continue; 
            }
        }
        if(l==m)
        {
            cout<<"系统是安全的"<<endl;
            cout<<"安全序列:"<<endl;
            for(i=0;i<l;i++)
            {
                cout<<"p"<<p[i];
                if(i!=l-1)
                {
                    cout<<"-->";
                }
            }
            cout<<""<<endl;
            return true;
        }
    }
}