思考: 有一个充分大的池子，两个人分别向池中扔球。甲扔红球，乙扔兰球，一次扔一个。开始时池中有红球、兰球各一个，要求池中球满足条件: 1<=红球数/兰球数<=2 试用P、V描述两个过程。c语言

为了实现这个场景，我们可以使用互斥量（mutex）和信号量（semaphore）来协调两个玩家的操作，以保持红球和蓝球的比例在1到2之间。这里假设我们使用的是 C 语言中的 Pthread 模块。

首先，定义两个信号量：
1. `red_semaphore`：表示红球的数量，初始化为1（因为一开始有1个红球）。
2. `blue_semaphore`：表示蓝球的数量，初始化为1（同样是因为初始有1个蓝球）。

接着，定义互斥锁（mutex）`pool_mutex`，用于保护对信号量的访问。

现在，我们可以定义两个过程，分别是甲（throw_red）和乙（throw_blue），它们分别代表扔红球和蓝球的过程：

#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>

#define MAX_RATIO 2
#define SEMAPHORES (MAX_RATIO + 1) // 最大红球比蓝球数

sem_t red_semaphore;
sem_t blue_semaphore;
pthread_mutex_t pool_mutex;

void *throw_red(void *arg) {
    int ball = 1; // 红球计数
    while (true) {
        pthread_mutex_lock(&pool_mutex);
        if (ball <= SEMAPHORES && ball > blue_semaphore.val) { // 当红球少于蓝球，且红球不多于最大比例
            sem_post(&red_semaphore); // 允许放回红球
            sem_wait(&blue_semaphore); // 获取蓝球权限
            sem_post(&blue_semaphore); // 放回蓝球
            ball++;
        } else {
            sem_wait(&red_semaphore); // 等待获取红球权限
        }
        pthread_mutex_unlock(&pool_mutex);

        // ... 实际投掷操作 ...

        // 如果不再需要红球，结束循环
        if (/*满足停止条件*/) {
            break;
        }
    }

    return NULL;
}

void *throw_blue(void *arg) {
    int ball = 1; // 蓝球计数
    while (true) {
        pthread_mutex_lock(&pool_mutex);
        if (ball > red_semaphore.val) { // 当蓝球超过红球
            sem_post(&blue_semaphore); // 允许放回蓝球
            sem_wait(&red_semaphore); // 获取红球权限
            sem_post(&red_semaphore); // 放回红球
            ball--;
        } else {
            sem_wait(&blue_semaphore); // 等待获取蓝球权限
        }
        pthread_mutex_unlock(&pool_mutex);

        // ... 实际投掷操作 ...

        // 如果不再需要蓝球，结束循环
        if (/*满足停止条件*/) {
            break;
        }
    }

    return NULL;
}

int main() {
    // 初始化信号量和互斥锁
    sem_init(&red_semaphore, 0, 1);
    sem_init(&blue_semaphore, 0, 1);
    pthread_mutex_init(&pool_mutex, NULL);

    // 创建线程并启动
    pthread_create(&thread_red, NULL, throw_red, NULL);
    pthread_create(&thread_blue, NULL, throw_blue, NULL);

    // 等待所有线程完成
    pthread_join(thread_red, NULL);
    pthread_join(thread_blue, NULL);

    // 清理资源
    sem_destroy(&red_semaphore);
    sem_destroy(&blue_semaphore);
    pthread_mutex_destroy(&pool_mutex);

    return 0;
}