问题描述:一张圆桌上坐着5名哲学家,每两个哲学家之间摆上一根筷子,桌子中间是一碗米饭。哲学家们只进行思考和进餐。只有当哲学家饥饿时,才会拿起左右两根筷子(一次只拿一根),如果筷子在别人手上就需要等待,只有当同时拿到两根筷子时才可以开始进餐,进餐完毕后,放下筷子进行思考。 请在windows环境,Visual Studio平台中用c语言编写
时间: 2024-03-07 20:47:54 浏览: 102
模拟5位哲学家进餐的问题
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这是典型的哲学家就餐问题,可以使用同步机制来解决。
以下是一个使用互斥锁(Mutex)和条件变量(Condition Variable)的解法:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
#define N 5
#define LEFT (i + N - 1) % N
#define RIGHT (i + 1) % N
#define THINKING 0
#define HUNGRY 1
#define EATING 2
int state[N]; // 每个哲学家的状态
HANDLE mutex; // 互斥锁
HANDLE s[N]; // 条件变量
void test(int i) {
if (state[i] == HUNGRY && state[LEFT] != EATING && state[RIGHT] != EATING) {
state[i] = EATING;
printf("哲学家 %d 拿到筷子开始进餐\n", i);
ReleaseSemaphore(s[i], 1, NULL);
}
}
void pickup(int i) {
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
state[i] = HUNGRY;
printf("哲学家 %d 饥饿了,开始思考和拿起左手边的筷子\n", i);
test(i);
ReleaseMutex(mutex);
WaitForSingleObject(s[i], INFINITE);
}
void putdown(int i) {
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
state[i] = THINKING;
printf("哲学家 %d 放下筷子,开始思考\n", i);
test(LEFT);
test(RIGHT);
ReleaseMutex(mutex);
}
DWORD WINAPI philosopher(LPVOID lpParam) {
int i = (int)lpParam;
while (1) {
Sleep(1000); // 思考一段时间
pickup(i);
Sleep(1000); // 进餐一段时间
putdown(i);
}
return 0;
}
int main() {
int i;
HANDLE thread[N];
mutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
for (i = 0; i < N; i++) {
s[i] = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL);
state[i] = THINKING;
}
for (i = 0; i < N; i++) {
thread[i] = CreateThread(NULL, 0, philosopher, (LPVOID)i, 0, NULL);
if (thread[i] == NULL) {
printf("创建线程失败!\n");
return 0;
}
}
WaitForMultipleObjects(N, thread, TRUE, INFINITE);
CloseHandle(mutex);
for (i = 0; i < N; i++) {
CloseHandle(s[i]);
}
return 0;
}
```
注意,由于 Windows 平台没有 POSIX 线程库,所以需要使用 Windows API 中的线程和同步原语。上面的代码中使用了互斥锁和条件变量来实现同步。每个哲学家的状态保存在一个数组中,当一个哲学家处于饥饿状态时,它会尝试拿起左右两根筷子,如果有一根筷子在另一个哲学家手上,那么它会等待条件变量。当它同时拿到两根筷子后,开始进餐,并释放条件变量。当进餐完毕后,放下筷子并通知左右两个哲学家。
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