实验内容：进程间通信—共享内存。实现一个带有n个单元的线性表的并发维护。
建立一个足够大的共享内存空间(lock, M)，逻辑值lock用来保证同一时间只有一个进程进入M；测试你的系统上M的上限。
设计一个程序在M上建立一个结点信息结构为 (flag, 学号, 姓名) 的静态链表L，逻辑值flag用作结点的删除标识；在L上建立一个以学号为关键字的二元小顶堆，自行设计控制结构(如静态指针数据域)。
设计一个程序对上述堆结构的结点实现插入、删除、修改、查找、重排等操作。该程序的进程可以在多个终端并发执行。
思考：使用逻辑值lock实现的并发机制不能解决条件冲突问题。
在ShmMaxLimitsTest.c文件中对共享内存最大值进行测试。
用到的共享结构为：
#define TEST_SIZE 39999996
struct shared_struct {
char test[TEST_SIZE];
int lock;
};
lock为要求的保证同一时间只有一个进程进入共享内存的逻辑值，test数组为测试共享内存所用的使用内存的结构，声明为char类型有助于更加准确的控制数组的大小。
程序的源代码：
//ShmMaxLimitsTest.c文件
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/shm.h>
#include <fcntl.h>
#define PERM S_IRUSR|S_IWUSR|IPC_CREAT
#define ERR_EXIT(m) \
do { \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)
#define TEST_SIZE 39999996
struct shared_struct {
char test[TEST_SIZE];
int lock;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
struct stat fileattr;
key_t key; // of type int
int shmid; // shared memory ID
void *shmptr;
struct shared_struct *shared; // structured shm
pid_t childpid1, childpid2;
char pathname[80], key_str[10], cmd_str[80];
int shmsize, ret;
shmsize = sizeof(struct shared_struct); //共享内存的大小
// 在编译命令"./a.out"后面还要加上文件路径名
if(argc <2) {
printf("Usage: ./a.out pathname\n");
return EXIT_FAILURE;
}
strcpy(pathname, argv[1]);
if(stat(pathname, &fileattr) == -1) {
ret = creat(pathname, O_RDWR);
if (ret == -1) {
ERR_EXIT("creat()");
}
printf("shared file object created\n");
}
key = ftok(pathname, 0x27); // 0x27 a project ID 0x0001 - 0xffff, 8 least bits used
if(key == -1) {
ERR_EXIT("ftok()");
}
shmid = shmget((key_t)key, shmsize, 0666|PERM);
if (shmid == -1) {
printf("The shared memory size is %d, which is over the max limits\n", shmsize);
ERR_EXIT("shmget()");
}
shmptr = shmat(shmid, 0, 0);
if(shmptr == (void *)-1) {
ERR_EXIT("shmat()");
}
shared = (struct shared_struct *)shmptr;
shared->lock = 0;
// detach the shared memory
if (shmdt(shmptr) == -1) {
ERR_EXIT("shmdt()");
}
if (shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) {
ERR_EXIT("shmcon: shmctl(IPC_RMID)");
}
printf("The shared memory size is %d, which is under the max limits\n", shmsize);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
执行程序命令：
gcc ShmMaxLimitsTest.c
./a.out 1
其中，语句shmsize = sizeof(struct shared_struct)确定了申请的共享内存的大小，从而对所能申请的共享内存的最大值进行测试。
语句shmid = shmget((key_t)key, shmsize, 0666|PERM)根据之前所想要申请的共享内存大小shmsize创建共享内存对象，如果创建成功，那么程序正常执行，最后打印语句The shared memory size is shmsize, which is under the max limits，可以看到当创建成功时，共享内存的大小shmsize。
如果创建失败，打印语句The shared memory size is shmsize, which is over the max limits，也能看到创建失败时，所申请的共享内存的大小。
当宏定义TEST_SIZE为39999996，打印语句The shared memory size is 40000000, which is under the max limits，创建共享内存成功；
当宏定义TEST_SIZE为39999997，打印语句The shared memory size is 40000004, which is over the max limits，创建共享内存失败。
可以知道，我的系统能申请的共享内存的最大值为40000000字节，除了逻辑值lock以外所能申请的M内存大小最大为39999996字节。
执行截图：
实验所用的到的静态链表L和在其上建立的二元小顶堆等数据结构在SLList_MinHeap.c文件中进行测试。
学生信息结点的结构为：
//存储学生信息的结构
typedef struct node {
int flag; //flag=0代表该结点被删除，flag=1代表结点未被删除
int id; //学号
char name[20]; //姓名
int preNode; //结点的前一个点在静态链表中的下标，如果没有则为-1
int nextNode; //结点的后一个点在静态链表中的下标，如果没有则为-1
} Student;
使用preNode和nextNode两个数据域是为了在小顶堆进行操作交换结点时，方便确定交换后的结点在原来的静态链表中前后结点在数组中的下标位置，从而保持静态链表相对顺序不被改变
其中所用到的静态链表和在其上建立的二元小顶堆的结构为：
#define MAXSIZE 1024 //静态链表或堆的最大容量
//栈结构
typedef struct {
int index[MAXSIZE]; //存储空闲坐标的数组
int top; //指向栈顶结点在数组中的下标
} Stack;
//静态链表结构，同时在其上实现最小堆结构
typedef struct lists {
Student list[MAXSIZE]; //存储学生信息的静态链表，用一维数组实现
int headIndex; //静态链表开头的结点在数组中的下标
int size; //静态链表目前存储的结点数目
Stack unusedIndexs; //静态链表中还未使用的下标，向静态链表中添加信息时可从中获取空闲下标
} StaticLinkList, *MinHeap;
提供的操作有：
//初始化静态链表
void initialStaticLinkList(StaticLinkList *lists);
//将学生信息从表头加入静态链表
void insertListAtHead(StaticLinkList *lists, Student stu);
//将链表中的学生信息打印出来
void printStaticLinkList(StaticLinkList *lists);
//交换最小堆中的两个结点，包括它们在静态链表中的相对顺序
void swapHeapNode(MinHeap heap, int parent, int child);
//重排初始化最小堆
void initialHeap(MinHeap heap);
//向最小堆中添加学生信息
void pushHeap(MinHeap heap, Student *stu);
//向最小堆中按照姓名学号添加学生信息
void pushHeapByIdAndName(MinHeap heap, int id, char *name);
//从小顶堆中删除根结点的数据
void popHeap(MinHeap heap);
//从小顶堆返回学号最小的学生信息
Student topHeap(MinHeap t);
//判断小顶堆是否为空
BOOL isEmptyHeap(MinHeap t);
//从最小堆中根据学生信息找到该学生在静态链表中的下标
int findHeap(MinHeap heap, Student *stu, int curIndex);
//从最小堆中根据学生学号找到该学生在静态链表中的下标
int findHeapById(MinHeap heap, int id, int curIndex);
//从最小堆中根据学生姓名找到该学生在静态链表中的下标
int findHeapByName(MinHeap heap, char *name, int curIndex);
//根据学生信息找到学生并修改该学生的学号
void modifyId(MinHeap heap, Student *stu, int id);
//根据学生信息找到学生并修改该学生的姓名
void modifyName(MinHeap heap, Student *stu, char *name);
//根据学生信息找到学生并修改该学生的学号和姓名
void modifyIdAndName(MinHeap heap, Student *stu, int id, char *name);
//根据静态链表一维数组的下标找到学生并修改该学生的学号
void modifyIdByIndex(MinHeap heap, int index, int id);
//根据静态链表一维数组的下标找到学生并修改该学生的姓名
void modifyNameByIndex(MinHeap heap, int index, char *name);
//根据静态链表一维数组的下标找到学生并修改该学生的学号和姓名
void modifyIdAndNameByIndex(MinHeap heap, int index, int id, char *name);
//把堆中的元素按照一维数组的顺序打印出来，并显示它们在一维数组中的下标
void printHeap(MinHeap heap);
//按照一定格式打印小顶堆和静态链表中元素的情况
void printHeapAndLists(MinHeap heap);
在静态链表上建立小顶堆，并进行小顶堆的插入、删除、修改、查找、重排等操作时，元素存储在静态链表的一维数组中的位置可能改变，但元素在静态链表中的顺序不能改变，使用以下主函数对实现的这一结构进行测试：
int main() {
StaticLinkList lists;
initialStaticLinkList(&lists);
Student stu1 = {id: 30, name: "name1"};
Student stu2 = {id: 20, name: "name2"};
Student stu3 = {id: 40, name: "name3"};
Student stu4 = {id: 50, name: "name4"};
Student stu5 = {id: 10, name: "name5"};
Student stu6 = {id: 5, name: "name6"};
Student stu7 = {id: 25, name: "name7"};
insertListAtHead(&lists, stu1);
insertListAtHead(&lists, stu2);
insertListAtHead(&lists, stu3);
insertListAtHead(&lists, stu4);
insertListAtHead(&lists, stu5);
printf("---------------------------------------------------\n");
printf("Before initiation:\n");
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
printf("---------------------------------------------------\n\n");
printf("---------------------------------------------------\n");
printf("Turn the list into a heap after initiation:\n\n");
initialHeap(&lists);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
printf("---------------------------------------------------\n\n");
printf("---------------------------------------------------\n");
printf("Push stu6 into the heap(id: 5, name: name6)\n\n");
pushHeap(&lists, &stu6);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
printf("---------------------------------------------------\n\n");
printf("---------------------------------------------------\n");
printf("Push stu7 into the heap(id: 25, name: name7)\n\n");
pushHeap(&lists, &stu7);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
printf("---------------------------------------------------\n\n");
printf("---------------------------------------------------\n");
printf("Pop heap the first time\n\n");
popHeap(&lists);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
printf("---------------------------------------------------\n\n");
printf("---------------------------------------------------\n");
printf("Pop heap the second time\n\n");
popHeap(&lists);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
printf("---------------------------------------------------\n\n");
printf("---------------------------------------------------\n");
printf("Change stu4's id to 5\n\n");
modifyId(&lists, &stu4, 5);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
printf("---------------------------------------------------\n\n");
printf("---------------------------------------------------\n");
printf("Change the first student's id in the heap to 90\n\n");
modifyIdByIndex(&lists, 0, 90);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
printf("---------------------------------------------------\n\n");
printf("---------------------------------------------------\n");
printf("Find the stu3's index\n\n");
int index = findHeap(&lists, &stu3, 0);
printf("The stu3 is in the index %d\n", index);
printf("---------------------------------------------------\n\n");
}
执行程序命令：
gcc SLList_MinHeap.c
./a.out
输出执行截图：
创建静态链表，将stu1到stu5从表头依次插入
可以看到，执行完：
printf("Before initiation:\n");
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
之后，输出为：
In the MinHeap:
Index 0: Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
Index 1: Id: 20 Name: name2 Pre: 2 Next: 0
Index 2: Id: 40 Name: name3 Pre: 3 Next: 1
Index 3: Id: 10 Name: name4 Pre: 4 Next: 2
Index 4: Id: 50 Name: name5 Pre: -1 Next: 3
In the static linklist(from head to tail):
Id: 50 Name: name5 Pre: -1 Next: 3
Id: 10 Name: name4 Pre: 4 Next: 2
Id: 40 Name: name3 Pre: 3 Next: 1
Id: 20 Name: name2 Pre: 2 Next: 0
Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
信息从stu1到stu5依次按下标0~4添加到存储静态链表的数组中，由于是从表头插入，所以静态链表中的顺序为stu5到stu1（Pre和Next表示这个结点的前一个结点和后一个结点在数组中的下标，-1表示开头或结尾）。
在静态链表上建立小顶堆，重排数组但是不改变静态链表中元素的相对顺序
可以看到，执行完：
printf("Turn the list into a heap after initiation:\n\n");
initialHeap(&lists);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
之后，输出为：
In the MinHeap:
Index 0: Id: 10 Name: name4 Pre: 4 Next: 2
Index 1: Id: 20 Name: name2 Pre: 2 Next: 3
Index 2: Id: 40 Name: name3 Pre: 0 Next: 1
Index 3: Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
Index 4: Id: 50 Name: name5 Pre: -1 Next: 0
In the static linklist(from head to tail):
Id: 50 Name: name5 Pre: -1 Next: 0
Id: 10 Name: name4 Pre: 4 Next: 2
Id: 40 Name: name3 Pre: 0 Next: 1
Id: 20 Name: name2 Pre: 2 Next: 3
Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
此时在静态链表上建立了一个小顶堆，数组元素的位置发生了变化，堆顶为数字中坐标为0的元素，可以看到，在小顶堆中堆顶学号为10，然后左儿子和右儿子学号为20和40，都小于10，左儿子的左儿子的学号为50，小于20，小顶堆重排初始化成功。
而在静态链表中，可以看到，打印出来静态链表元素的相对顺序没有发生改变，依然是stu5到stu1(name5~name1)，结构保持成功。
向小顶堆中插入stu6
可以看到，执行完：
printf("Push stu6 into the heap(id: 5, name: name6)\n\n");
pushHeap(&lists, &stu6);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
之后，输出为：
In the MinHeap:
Index 0: Id: 5 Name: name6 Pre: -1 Next: 4
Index 1: Id: 20 Name: name2 Pre: 5 Next: 3
Index 2: Id: 10 Name: name4 Pre: 4 Next: 5
Index 3: Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
Index 4: Id: 50 Name: name5 Pre: 0 Next: 2
Index 5: Id: 40 Name: name3 Pre: 2 Next: 1
In the static linklist(from head to tail):
Id: 5 Name: name6 Pre: -1 Next: 4
Id: 50 Name: name5 Pre: 0 Next: 2
Id: 10 Name: name4 Pre: 4 Next: 5
Id: 40 Name: name3 Pre: 2 Next: 1
Id: 20 Name: name2 Pre: 5 Next: 3
Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
学号为5的stu6被插入到小顶堆中，可以看到，在小顶堆中，堆顶元素为学号最小的5的stu6，然后左儿子和右儿子学号为20和10，都小于5，左儿子的左儿子和右儿子的学号为50和40，小于20，小顶堆插入成功。
而在静态链表中，可以看到，stu6从表头插入到静态链表中，打印出来静态链表元素的相对顺序没有发生改变，依然是stu6到stu1(name6~name1)，结构保持成功。
向小顶堆中插入stu7
可以看到，执行完：
printf("Push stu7 into the heap(id: 25, name: name7)\n\n");
pushHeap(&lists, &stu7);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
之后，输出为：
In the MinHeap:
Index 0: Id: 5 Name: name6 Pre: 6 Next: 2
Index 1: Id: 20 Name: name2 Pre: 5 Next: 4
Index 2: Id: 10 Name: name5 Pre: 0 Next: 3
Index 3: Id: 50 Name: name4 Pre: 2 Next: 5
Index 4: Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
Index 5: Id: 40 Name: name3 Pre: 3 Next: 1
Index 6: Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 0
In the static linklist(from head to tail):
Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 0
Id: 5 Name: name6 Pre: 6 Next: 2
Id: 10 Name: name5 Pre: 0 Next: 3
Id: 50 Name: name4 Pre: 2 Next: 5
Id: 40 Name: name3 Pre: 3 Next: 1
Id: 20 Name: name2 Pre: 5 Next: 4
Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
学号为3的stu7被插入到小顶堆中，可以看到，在小顶堆中，堆顶元素为学号最小的5的stu6，然后左儿子和右儿子学号为20和10，都小于5，左儿子的左儿子和右儿子的学号为50和30，小于20，右儿子的左儿子和右儿子的学号为40和25，小于10，小顶堆插入成功。
而在静态链表中，可以看到，stu7从表头插入到静态链表中，打印出来静态链表元素的相对顺序没有发生改变，依然是stu7到stu1(name7~name1)，结构保持成功。
删除小顶堆中堆顶元素
可以看到，执行完：
printf("Pop heap the first time\n\n");
popHeap(&lists);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
之后，输出为：
In the MinHeap:
Index 0: Id: 10 Name: name5 Pre: 2 Next: 3
Index 1: Id: 20 Name: name2 Pre: 5 Next: 4
Index 2: Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 0
Index 3: Id: 50 Name: name4 Pre: 0 Next: 5
Index 4: Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
Index 5: Id: 40 Name: name3 Pre: 3 Next: 1
In the static linklist(from head to tail):
Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 0
Id: 10 Name: name5 Pre: 2 Next: 3
Id: 50 Name: name4 Pre: 0 Next: 5
Id: 40 Name: name3 Pre: 3 Next: 1
Id: 20 Name: name2 Pre: 5 Next: 4
Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
原来学号最小为5的stu6被从小顶堆中删除，小顶堆重新进行调整，可以看到，在调整后的小顶堆中，堆顶元素为学号最小的10的stu5，然后左儿子和右儿子学号为20和25，都小于10，左儿子的左儿子和右儿子的学号为50和30，小于20，右儿子的左儿子的学号为40，小于25，小顶堆删除成功。
而在静态链表中，可以看到，打印出来静态链表元素的相对顺序没有发生改变，依然是stu7到stu1(除了被删除的stu6之外)，结构保持成功。
再删除小顶堆中堆顶元素
可以看到，执行完：
printf("Pop heap the second time\n\n");
popHeap(&lists);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
之后，输出为：
In the MinHeap:
Index 0: Id: 20 Name: name2 Pre: 1 Next: 4
Index 1: Id: 40 Name: name3 Pre: 3 Next: 0
Index 2: Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 3
Index 3: Id: 50 Name: name4 Pre: 2 Next: 1
Index 4: Id: 30 Name: name1 Pre: 0 Next: -1
In the static linklist(from head to tail):
Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 3
Id: 50 Name: name4 Pre: 2 Next: 1
Id: 40 Name: name3 Pre: 3 Next: 0
Id: 20 Name: name2 Pre: 1 Next: 4
Id: 30 Name: name1 Pre: 0 Next: -1
原来学号最小为10的stu5被从小顶堆中删除，小顶堆重新进行调整，可以看到，在调整后的小顶堆中，堆顶元素为学号最小的20的stu2，然后左儿子和右儿子学号为40和25，都小于20，左儿子的左儿子和右儿子的学号为50和30，小于20，小顶堆删除成功。
而在静态链表中，可以看到，打印出来静态链表元素的相对顺序没有发生改变，依然是stu7到stu1(除了被删除的stu5和stu6之外)，结构保持成功。
将小顶堆中的stu4元素的学号改为5
可以看到，执行完：
printf("Change stu4's id to 5\n\n");
modifyId(&lists, &stu4, 5);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
之后，输出为：
In the MinHeap:
Index 0: Id: 5 Name: name4 Pre: 2 Next: 3
Index 1: Id: 20 Name: name2 Pre: 3 Next: 4
Index 2: Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 0
Index 3: Id: 40 Name: name3 Pre: 0 Next: 1
Index 4: Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
In the static linklist(from head to tail):
Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 0
Id: 5 Name: name4 Pre: 2 Next: 3
Id: 40 Name: name3 Pre: 0 Next: 1
Id: 20 Name: name2 Pre: 3 Next: 4
Id: 30 Name: name1 Pre: 1 Next: -1
原来stu4(姓名为name4)的学号被改为5，数组立即进行重排，重排后重新成为小顶堆，堆顶元素为学号最小的5的stu4，然后左儿子和右儿子学号为20和25，都小于5，左儿子的左儿子和右儿子的学号为40和30，小于20，小顶堆修改成功。
而在静态链表中，可以看到，打印出来静态链表元素的相对顺序没有发生改变，依然是stu7到stu1(除了被删除的stu5和stu6之外)，结构保持成功。
将小顶堆数组中下标为0的元素的学号改为90
可以看到，执行完：
printf("Change the first student's id in the heap to 90\n\n");
modifyIdByIndex(&lists, 0, 90);
printHeap(&lists);
printf("\n");
printStaticLinkList(&lists);
之后，输出为：
In the MinHeap:
Index 0: Id: 20 Name: name2 Pre: 3 Next: 1
Index 1: Id: 30 Name: name1 Pre: 0 Next: -1
Index 2: Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 4
Index 3: Id: 40 Name: name3 Pre: 4 Next: 0
Index 4: Id: 90 Name: name4 Pre: 2 Next: 3
In the static linklist(from head to tail):
Id: 25 Name: name7 Pre: -1 Next: 4
Id: 90 Name: name4 Pre: 2 Next: 3
Id: 40 Name: name3 Pre: 4 Next: 0
Id: 20 Name: name2 Pre: 3 Next: 1
Id: 30 Name: name1 Pre: 0 Next: -1
原来数组找中的第一个元素stu4(姓名为name4)的学号被改为90，数组立即进行重排，重排后重新成为小顶堆，堆顶元素为学号最小的20的stu2，然后左儿子和右儿子学号为30和25，都小于20，左儿子的左儿子和右儿子的学号为40和90，小于30，小顶堆修改成功。
而在静态链表中，可以看到，打印出来静态链表元素的相对顺序没有发生改变，依然是stu7到stu1(除了被删除的stu5和stu6之外)，结构保持成功。
找到小顶堆中的stu3元素的下标
可以看到，执行完：
printf("Find the stu3's index\n\n");
int index = findHeap(&lists, &stu3, 0);
printf("The stu3 is in the index %d\n", index);
之后，输出为：
The stu3 is in the index 3
数组中stu3的下标确实为3，查找操作成功。
可以看到，静态链表和小顶堆的插入、删除、修改、查找、重排（每次修改都会根据需要将数组重排成为小顶堆）等操作基本都成功。
实验原理：
在创建共享内存时，首先ftok()函数会根据一个已经存在的文件路径名和一个整数标识符生成一个IPC 键值，然后后面调用shmid()函数会根据这个IPC 键值创建一个共享对象或者获取共享对象标识符，因为当ftok()函数参数的文件路径名和整数标识符不变时，生成的IPC 键值总是不变，所以在多个终端运行程序时，获取的IPC 键值也总是一样，最后获得的是同一个共享对象，就可以在程序中对这个共享对象进行操作。
实现细节解释：
共享结构体改为：
#define MAXSIZE 1024 //静态链表或堆的最大容量
typedef struct shared_struct {
Student list[MAXSIZE]; //存储学生信息的静态链表，用一维数组实现
int headIndex; //静态链表开头的结点在数组中的下标
int size; //静态链表目前存储的结点数目
Stack unusedIndexs; //静态链表中还未使用的下标，向静态链表中添加信息时可从中获取空闲下标
int lock; //逻辑值lock，用来保证同一时间内只有一个进程进入共享内存操作
int operation_time; //对共享结构体总的操作次数，方便测试用
} StaticLinkList, *MinHeap;
程序的核心代码：
shared = (StaticLinkList *)shmptr; // 创建共享内存中使用的结构体 */
initialStaticLinkList(shared); //初始化结构体
shared->lock = 0; //逻辑值lock设为0，代表进程可以执行
shared->operation_time = 0; //对结构体的操作次数，方便测试用
//方便测试，当结构体中的元素个数为5时，就退出
while (shared->size < 5) {
//当逻辑值lock等于1时，进程休眠不执行
while (shared->lock == 1) {
sleep(1);
}
wait(0);
//进程执行时，将逻辑值lock设为1，防止其它进程进入共享内存
shared->lock = 1;
//对共享结构的操作次数加一，方便测试用
shared->operation_time++;
printf("Times: %d\t", shared->operation_time);
printf("Process id: %d\tOpertion: ", getpid());
//随机产生操作种类，包括对小顶堆的插入、删除、查找、修改
int op = rand() % 4 + 1;
operation(shared, op);
//打印共享结构，方便测试用
printHeapAndLists(shared);
//休眠5s，尽量避免多进程冲突，同时方便测试
sleep(5);
//将逻辑值设为0，其它进程可进入共享内存执行
shared->lock = 0;
}
//结束时，打印所有进程总操作次数，打印最后共享结构中的内容，方便测试用
printf("Total operation times: %d\n", shared->operation_time);
printf("The final situation of the shared struct:\n");
printHeapAndLists(shared);
//记录退出进程的个数，方便最后释放共享内存
shared->lock++;
int numOfProExit = shared->lock;
if(shmdt(shmptr) == -1) {
ERR_EXIT("shmcon: shmdt()");
}
//所有进程退出后，释放共享内存，这里选择的进程数是4，不等所有进程退出就释放会报错
if (numOfProExit >= 4 && shmctl(shmid, IPC_RMID, 0) == -1) {
ERR_EXIT("shmcon: shmctl(IPC_RMID)");
}
因为每次在一个终端运行程序，共享结构体shared都会进行一次初始化，而且其中的变量operation_time都会变成0， 所以为了程序的可运行性和测试方便，最好多个终端同时启动运行程序。
执行程序命令：
gcc ipc-shmcon.c
./a.out 1
执行截图：
图中的Times代表对共享结构体是第几个操作，Process id代表对这个共享结构体进行操作的进程的进程号，Operation代表这个进程对共享结构体执行的操作，然后显示操作结果和每次操作之后共享结构体中的元素信息。
可以看到，四个终端对共享结构体分别执行了第62、63、64、65次操作，在不同的终端对同一个共享结构体进行了插入、删除、查找、修改（每次修改都会根据需要进行重排操作）等操作是行的。
程序结束后，可以看到不同终端显示的对共享结构体的总操作次数相同，共享结构体里的信息也相同，说明是同一个共享结构体。
在while循环中，一个进程执行完操作会重新将lock值设为0，在这个过程中，如果是单CPU则基本没问题，但在多CPU体系中，赋值给lock需要经过寄存器，并不是原子性的，lock的值有可能被多次访问，从而引起条件冲突，可能有其它进程运行，就使同一时间可能有多个进程运行。