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 09:13:45 浏览: 217
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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