UVA_540: Team Queue

本文介绍了一种特殊的数据结构——团队队列,并通过一个具体的编程实现案例来解释如何模拟这种队列的行为。团队队列中,元素按团队进行组织,同一团队的元素在加入或离开队列时会保持相对顺序。

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Description

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Queues and Priority Queues are data structures which are known to most computer scientists. The Team Queue, however, is not so well known, though it occurs often in everyday life. At lunch time the queue in front of the Mensa is a team queue, for example.


In a team queue each element belongs to a team. If an element enters the queue, it first searches the queue from head to tail to check if some of its teammates (elements of the same team) are already in the queue. If yes, it enters the queue right behind them. If not, it enters the queue at the tail and becomes the new last element (bad luck). Dequeuing is done like in normal queues: elements are processed from head to tail in the order they appear in the team queue.


Your task is to write a program that simulates such a team queue.

Input 

The input file will contain one or more test cases. Each test case begins with the number of teams t ( $1 \le t \le 1000$). Then t team descriptions follow, each one consisting of the number of elements belonging to the team and the elements themselves. Elements are integers in the range 0 - 999999. A team may consist of up to 1000 elements.

Finally, a list of commands follows. There are three different kinds of commands:

  • ENQUEUE x - enter element x into the team queue
  • DEQUEUE - process the first element and remove it from the queue
  • STOP - end of test case

The input will be terminated by a value of 0 for t.


Warning: A test case may contain up to 200000 (two hundred thousand) commands, so the implementation of the team queue should be efficient: both enqueing and dequeuing of an element should only take constant time.

Output 

For each test case, first print a line saying `` Scenario # k", where k is the number of the test case. Then, for each DEQUEUE command, print the element which is dequeued on a single line. Print a blank line after each test case, even after the last one.

Sample Input 

2
3 101 102 103
3 201 202 203
ENQUEUE 101
ENQUEUE 201
ENQUEUE 102
ENQUEUE 202
ENQUEUE 103
ENQUEUE 203
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
STOP
2
5 259001 259002 259003 259004 259005
6 260001 260002 260003 260004 260005 260006
ENQUEUE 259001
ENQUEUE 260001
ENQUEUE 259002
ENQUEUE 259003
ENQUEUE 259004
ENQUEUE 259005
DEQUEUE
DEQUEUE
ENQUEUE 260002
ENQUEUE 260003
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
DEQUEUE
STOP
0

Sample Output 

Scenario #1
101
102
103
201
202
203

Scenario #2
259001
259002
259003
259004
259005
260001


分析:本题有两个队列,每个团队有一个队列,团队整体又是一个队列。把题中的队列按团队分开,其实团队队列就是一个索引,每次插入删除都要更新团队队列


#include <cstdio>
#include <map>
#include <queue>

using namespace std;

const int maxn = 1000 + 10;

int main()
{
	int t,kase = 0;
	while(~scanf("%d",&t)&&t)
	{
		printf("Scenario #%d\n",++kase);
		map<int,int> team;
		for(int i=0; i<t; i++)
		{
			int n,x;
			scanf("%d",&n);
			while(n--) {scanf("%d",&x); team[x]=i;}
		}

		char op[10];
		queue<int> q,q2[maxn];
		while(~scanf("%s",op))
		{
			if(op[0]=='S')break;
			if(op[0]=='D'){
				int top = q.front();
				printf("%d\n",q2[top].front());
				q2[top].pop();
				if(q2[top].empty())q.pop();
			}else if(op[0]=='E'){
				int x;
				scanf("%d",&x);
				int t = team[x];
				if(q2[t].empty()){q.push(t);}
				q2[t].push(x);
			}
		}
		putchar('\n');
	}
    return 0;
}


<think>好的,我现在需要逐行解释用户提供的Rust函数`activate_vring`。首先,我需要理解这个函数的上下文和作用。看起来这个函数属于vhost-user的前端实现,负责激活虚拟环(vring),这是virtio设备中用于数据传输的重要机制。首先,我会通读整个函数,了解其结构。函数接收`&mutself`,说明它可能需要修改实例的状态;参数包括`GuestMemory`、队列索引、队列引用和irqfd事件。返回类型是`Result<()>`,可能涉及错误处理。 接下来,我需要逐行分析每个部分的作用: 1. **锁定后端客户端**:`letbackend_client= self.backend_client.lock();`这里使用了`lock()`方法,可能是因为`backend_client`被封装在`Mutex`中,确保线程安全。需要确认`lock()`是否来自`Mutex`类型,以及是否处理了可能的锁竞争问题。 2. **设置vring数量**:`backend_client.set_vring_num(queue_index,queue.size())`调用后端客户端的`set_vring_num`方法,设置指定队列的大小。错误映射到`Error::SetVringNum`,说明这里可能涉及与后端的通信错误。 3. **构建VringConfigData结构体**:这里需要理解每个字段的意义。`queue_size`来自队列的size,`flags`初始化为0,描述符表地址、已用环地址和可用环地址都是通过`GuestMemory`的`get_host_address`转换而来。这里可能涉及将客户机物理地址转换为主机虚拟地址,需要注意地址转换的正确性和错误处理。 4. **设置vring地址**:调用`set_vring_addr`将配置数据发送到后端。这一步告诉后端各个环在内存中的具体位置,对数据传输至关重要。5.**设置vring基础索引**:`set_vring_base`设置队列处理的基础索引,即下一个要处理的可用描述符索引。这关系到驱动和设备之间的同步。6.**设置调用和踢事件**:`set_vring_call`设置中断事件fd,用于通知前端处理完成;`set_vring_kick`设置踢事件fd,后端通过它通知前端有新请求。这两个事件是virtio通信机制的核心。7.**启用vring的条件检查**:检查是否协商了协议特性`VHOST_USER_F_PROTOCOL_FEATURES`,如果是,则发送`set_vring_enable`启用队列。这一步需要理解协议特性协商的流程,以及启用队列的具体作用。在解释过程中,需要注意以下几点: -**错误处理**:每个后端调用都使用`map_err`将错误转换为自定义错误类型,说明函数需要精确处理各种可能的失败情况,如通信错误、地址转换失败等。- **线程安全**:使用`lock()`获取后端客户端的锁,确保在多线程环境中安全访问共享资源。需要确认`backend_client`的类型,例如是否为`MutexGuard`。- **地址转换**:`GuestMemory`的`get_host_address`方法将客户机地址转换为主机虚拟地址,这可能涉及内存映射的管理。需要确保转换后的地址有效,否则可能导致后端访问错误的内存区域。 -**协议特性的影响**:只有在协商了特定协议特性后,才会发送`set_vring_enable`,这说明某些功能是条件性的,依赖于后端的能力。可能遇到的疑问点:- **为什么需要设置多个vring相关参数(num,addr,base等)**?每个参数对应virtio规范中的不同配置,确保后端正确初始化和使用队列。- **irqfd的作用**?用于在请求处理完成后通知前端,通常通过事件fd实现异步通知机制。 -**VHOST_USER_F_PROTOCOL_FEATURES的具体影响**?启用该特性后,前端可以使用更高级的协议功能,如动态启用/禁用队列。在解释过程中,需要将每行代码的作用与virtio和vhost-user协议的相关部分联系起来,确保解释准确且符合规范。同时,要指出潜在的错误点和设计考虑,如线程安全、地址转换的有效性检查等。</think>以下是`activate_vring`函数的逐行解释: ```rust fn activate_vring( &mut self, mem: &GuestMemory, // 客户机内存管理对象 queue_index: usize, // 队列索引号 queue: &Queue, // 队列数据结构引用 irqfd: &Event, // 中断通知事件 ) -> Result<()> { // 获取后端客户端的互斥锁(线程安全访问) let backend_client = self.backend_client.lock(); // 设置vring队列长度(对应virtio规范中的queue_size) backend_client .set_vring_num(queue_index, queue.size()) .map_err(Error::SetVringNum)?; // 构建vring配置数据结构 let config_data = VringConfigData { queue_size: queue.size(), // 队列容量 flags: 0u32, // 标志位初始化 desc_table_addr: mem // 描述符表主机地址 .get_host_address(queue.desc_table()) .map_err(Error::GetHostAddress)? as u64, used_ring_addr: mem // used环主机地址 .get_host_address(queue.used_ring()) .map_err(Error::GetHostAddress)? as u64, avail_ring_addr: mem // avail环主机地址 .get_host_address(queue.avail_ring()) .map_err(Error::GetHostAddress)? as u64, log_addr: None, // 日志地址(未启用) }; // 设置vring内存地址(关键步骤) backend_client .set_vring_addr(queue_index, &config_data) .map_err(Error::SetVringAddr)?; // 设置当前处理进度索引(同步驱动和设备状态) backend_client .set_vring_base(queue_index, queue.next_avail_to_process()) .map_err(Error::SetVringBase)?; // 设置中断通知机制(irqfd用于后端通知前端) backend_client .set_vring_call(queue_index, irqfd) .map_err(Error::SetVringCall)?; // 设置kick通知机制(队列事件用于前端通知后端) backend_client .set_vring_kick(queue_index, queue.event()) .map_err(Error::SetVringKick)?; // 条件启用vring(需协议支持) if self.acked_features & (1 << VHOST_USER_F_PROTOCOL_FEATURES) != 0 { backend_client .set_vring_enable(queue_index, true) .map_err(Error::SetVringEnable)?; } Ok(()) } ``` **关键代码段解析**: 1. 地址转换(第13-21行): ```rust get_host_address(queue.desc_table()) ``` 将客户机物理地址转换为主机虚拟地址,这是vhost-user后端直接访问内存的关键步骤。三个核心地址: - `desc_table_addr`: 描述符表起始地址 - `used_ring_addr`: 已用环地址 - `avail_ring_addr`: 可用环地址 2. 通知机制设置(第33-39行): ```rust set_vring_call(queue_index, irqfd) // 中断回调 set_vring_kick(queue_index, queue.event()) // 队列激活通知 ``` - `irqfd`:用于后端完成请求后通知前端 - `queue.event()`:用于前端通知后端有新请求待处理 3. 协议依赖的启用(第42-45行): ```rust if self.acked_features & (1 << VHOST_USER_F_PROTOCOL_FEATURES) != 0 { set_vring_enable(queue_index, true) } ``` 只有在协商了`VHOST_USER_F_PROTOCOL_FEATURES`特性后,才能使用动态启用队列的功能,这体现了vhost-user协议的版本兼容性设计。 **典型错误处理流程**: 每个后端操作都通过`.map_err()`将底层错误转换为自定义错误类型: ```rust .map_err(Error::SetVringNum)?; ``` 这种模式保证了: 1. 错误来源可追踪 2. 错误类型明确分类 3. 符合Rust的?操作符错误传播规范
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