桌子上有一个空盘子,允许存放一只水果,爸爸向盘中放苹果,妈妈向盘子中放橘子,女儿专门吃盘子中的苹果,儿子专门吃盘子中的橘子。规定当盘子空的时候一次只能放一只水果,请设置并使用PV操作实现他们之间的同步与互斥。
时间: 2024-09-27 16:13:55 浏览: 142
在这个场景中,我们可以使用经典的并发控制机制—— Peterson互斥协议(Peterson's algorithm)和信号量(Semaphore)来保证父子三人对盘子的操作是互斥且有序的。这里假设我们有两个信号量,`emptySemaphore`(表示盘子为空)和 `fruitsSemaphore`(表示水果已放置)。我们将它们初始化为1,代表初始状态下盘子是空的。
1. 定义两个信号量:
- `emptySemaphore`: 表示盘子是否空
- `fruitsSemaphore`: 表示是否有水果(苹果或橘子)
```python
import threading
empty_semaphore = threading.Semaphore(1)
fruits_semaphore = threading.Semaphore(0)
# 初始化空盘子
def init_empty():
empty_semaphore.acquire()
# 放置水果
def put_fruit(kind):
empty_semaphore.release()
fruits_semaphore.acquire() # 等待水果位置释放
print(f"爸爸({kind})放置了水果")
fruits_semaphore.release() # 释放水果位置,允许下一个人放置
```
2. 爸爸、妈妈和女儿/儿子的吃果子函数:
- 都需要先获取`empty_semaphore`以检查盘子是否为空,然后获取`fruits_semaphore`以获得锁定水果的位置。
- 吃完后,他们都需要释放这两个信号量。
```python
def eat_apple():
with empty_semaphore, fruits_semaphore:
if fruits_semaphore.acquire(False): # 尝试获取,如果失败则表示已被占用
print("女儿吃了苹果")
fruits_semaphore.release() # 释放水果位置
def eat_orange():
with empty_semaphore, fruits_semaphore:
if fruits_semaphore.acquire(False):
print("儿子吃了橘子")
fruits_semaphore.release() # 释放水果位置
```
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