题目:假设学校的某学生自习室共有100个位置,自习室门口有一台打卡机。只要有空位,学生就可以进入自习,学生进入时必须在门口打卡登记姓名和进入时间,离开时也要在门口打卡登记离开时间,编程模拟学生进入和离开的过程,要求如下:。 (1)学生不能同时使用打卡机;· (2)在Limx下编写程序,使用多线程(或多进程)和信号量解决该问题;。 (3)动态显示当前的信息(进入者,高开者,剩余座位等)。·
时间: 2024-02-26 18:58:53 浏览: 92
好的,这是一个非常实用的问题,我会尽力回答。首先,我们需要使用多线程和信号量来解决这个问题。我们可以创建两个线程,一个是进入自习室的线程,另一个是离开自习室的线程。同时,我们需要使用信号量来保证同一时间只有一个学生使用打卡机。
下面是可能的实现方式:
```python
import threading
import time
import random
MAX_SEATS = 100
ENTER_SEMAPHORE = threading.Semaphore(1)
LEAVE_SEMAPHORE = threading.Semaphore(1)
SEATS = [0] * MAX_SEATS
class Student:
def __init__(self, name):
self.name = name
self.enter_time = None
self.leave_time = None
def enter(self, seat_number):
ENTER_SEMAPHORE.acquire()
self.enter_time = time.time()
SEATS[seat_number] = self
print(f'{self.name} enters the room and takes seat {seat_number}.')
ENTER_SEMAPHORE.release()
def leave(self, seat_number):
LEAVE_SEMAPHORE.acquire()
self.leave_time = time.time()
SEATS[seat_number] = 0
print(f'{self.name} leaves the room from seat {seat_number}.')
LEAVE_SEMAPHORE.release()
def display_status():
while True:
time.sleep(1)
count = 0
for seat in SEATS:
if seat != 0:
count += 1
print(f'Total seats: {MAX_SEATS}, taken seats: {count}, available seats: {MAX_SEATS - count}')
def enter_room(student):
seat_number = -1
for i in range(MAX_SEATS):
if SEATS[i] == 0:
seat_number = i
break
if seat_number == -1:
print(f'Sorry, {student.name}, no available seats.')
return
student.enter(seat_number)
time.sleep(random.randint(1, 5))
student.leave(seat_number)
def main():
students = [Student(f'Student{i}') for i in range(20)]
for student in students:
threading.Thread(target=enter_room, args=(student,)).start()
threading.Thread(target=display_status).start()
if __name__ == '__main__':
main()
```
在这个实现中,我们创建了一个 `Student` 类表示学生,包含学生的姓名、进入时间和离开时间。我们还创建了一个 `SEATS` 数组表示自习室的座位情况,如果 `SEATS[i]` 不为 0,则表示座位 i 被某个学生占用。我们使用两个信号量 `ENTER_SEMAPHORE` 和 `LEAVE_SEMAPHORE` 来保证同一时间只有一个学生使用打卡机。
在 `enter_room` 函数中,我们首先找到一个空座位,如果没有空座位,则不允许进入。如果有空座位,则学生进入自习室,占用座位,并打卡记录进入时间。然后,学生在自习室中随机停留一段时间(1 到 5 秒),然后离开自习室,打卡记录离开时间。
在 `main` 函数中,我们创建了 20 个学生实例,并将它们分别作为参数传递给 `enter_room` 函数。我们还创建了一个线程用于动态显示当前的自习室状态。
这只是一个简单的示例,实际上还有很多细节需要处理,比如如何保证学生离开时不会占用打卡机,如何处理学生在进入时打卡失败的情况等等。但是这个示例可以帮助你了解如何使用多线程和信号量来解决这个问题。
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