使用C语言实现公共汽车上司机、售票员和乘客之间的进程同步:只有车停下后,售票员才能开门, 只有售票员开门后,乘客才能上、下车, 只有乘客上车后,售票员才能开关门, 只有售票员关好门后,司机才能开车。 假设初态时车已停稳,售票员没开门。

时间: 2023-10-05 13:13:45 浏览: 68
这个问题可以使用信号量来实现进程同步。以下是一个简单的实现示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <pthread.h> #include <semaphore.h> #define MAX_PASSENGERS 10 sem_t driver_sem, conductor_sem, passenger_sem; int passenger_count = 0; int door_open = 0; void* driver(void* arg) { while (1) { // 等待售票员开门 sem_wait(&conductor_sem); door_open = 1; printf("Driver: Door opened\n"); // 等待乘客上车 for (int i = 0; i < passenger_count; i++) { sem_wait(&passenger_sem); printf("Driver: Passenger %d get on the bus\n", i+1); } // 关门 door_open = 0; printf("Driver: Door closed\n"); // 售票员可以开门了 sem_post(&conductor_sem); // 开车 printf("Driver: Start driving\n"); sleep(5); } } void* conductor(void* arg) { while (1) { // 等待司机停车 sem_wait(&driver_sem); // 开门 sem_wait(&conductor_sem); printf("Conductor: Door opened\n"); // 等待乘客上、下车 sem_wait(&passenger_sem); passenger_count--; printf("Conductor: Passenger get off the bus\n"); if (passenger_count == 0) { // 乘客都下车了,可以关门了 sem_post(&conductor_sem); } else { // 乘客还没下完,等待下一个乘客下车 sem_post(&passenger_sem); } sem_wait(&passenger_sem); passenger_count++; printf("Conductor: Passenger get on the bus\n"); // 告诉司机可以开车了 sem_post(&driver_sem); // 等待司机停车 sem_wait(&driver_sem); // 关门 printf("Conductor: Door closed\n"); door_open = 0; // 开始售票 printf("Conductor: Start selling ticket\n"); sleep(2); // 开门 printf("Conductor: Door opened\n"); door_open = 1; sem_post(&conductor_sem); } } void* passenger(void* arg) { int id = *(int*)arg; free(arg); while (1) { // 等待门开 sem_wait(&passenger_sem); if (door_open) { // 上车 printf("Passenger %d: Get on the bus\n", id); passenger_count++; // 关门 if (passenger_count == MAX_PASSENGERS) { sem_post(&conductor_sem); } else { sem_post(&passenger_sem); } // 等待门开 sem_wait(&passenger_sem); if (door_open) { // 下车 printf("Passenger %d: Get off the bus\n", id); // 关门 sem_post(&conductor_sem); } else { // 司机已经关门了,等待下一次开门 sem_wait(&passenger_sem); } } else { // 司机还没开门,等待下一次开门 sem_wait(&passenger_sem); } } } int main() { sem_init(&driver_sem, 0, 0); sem_init(&conductor_sem, 0, 1); sem_init(&passenger_sem, 0, 0); pthread_t driver_thread, conductor_thread, passenger_threads[MAX_PASSENGERS]; pthread_create(&driver_thread, NULL, driver, NULL); pthread_create(&conductor_thread, NULL, conductor, NULL); for (int i = 0; i < MAX_PASSENGERS; i++) { int* id = malloc(sizeof(int)); *id = i+1; pthread_create(&passenger_threads[i], NULL, passenger, id); } pthread_join(driver_thread, NULL); pthread_join(conductor_thread, NULL); for (int i = 0; i < MAX_PASSENGERS; i++) { pthread_join(passenger_threads[i], NULL); } sem_destroy(&driver_sem); sem_destroy(&conductor_sem); sem_destroy(&passenger_sem); return 0; } ``` 在这个示例中,我们使用了三个信号量:`driver_sem`、`conductor_sem` 和 `passenger_sem`。`driver_sem` 和 `conductor_sem` 的初值都是 0,表示开始时车已经停稳,售票员需要开门才能售票。`passenger_sem` 的初值是 0,表示开始时没有乘客。每个线程在需要等待某个条件满足时都会调用 `sem_wait()`,表示等待信号量的值变为非负数。当条件满足时,线程会调用 `sem_post()` 来增加信号量的值。如果有多个线程在等待同一个信号量,调用 `sem_post()` 会唤醒其中一个线程。 在 `driver()` 中,司机会等待售票员开门,然后等待乘客上车,最后开车。在 `conductor()` 中,售票员会等待司机停车,然后开门等待乘客上、下车,最后开始售票。在 `passenger()` 中,乘客会等待门开,然后上车或下车。

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