桌子上有一只盘子,最多可容纳两个水果,每次只能放入或取出一个水果。爸爸专向盘子放苹果 (apple),妈妈专向盘子中放桔子 (orange):两个儿子专等吃盘子中的桔子,两个女儿专等吃盘子中的苹果。请使用程序模拟实现爸爸、妈妈、儿子、女儿之间的同步与互斥关系。 [设计要求] 1.设计一程序,创建6个线程,分别模拟表示爸爸、妈妈、两个儿子和两个女儿操作过程。 2.所有的6个线程须互斥对盘子进行操作。 3.采用可视化界面,可在运行过程中随时暂停,查看当前6个线程的状态、盘子的使用情况。

时间: 2024-02-18 17:01:54 浏览: 42
实现这个问题可以使用Java中的多线程和GUI技术来完成。下面是一个简单的实现方式: ``` import java.awt.BorderLayout; import java.awt.Color; import java.awt.FlowLayout; import java.awt.Font; import java.awt.GridLayout; import java.awt.event.ActionEvent; import java.awt.event.ActionListener; import java.util.concurrent.Semaphore; import javax.swing.JButton; import javax.swing.JFrame; import javax.swing.JLabel; import javax.swing.JPanel; public class FruitPlate extends JFrame implements ActionListener { private static final long serialVersionUID = 1L; private JLabel labelApple; // 苹果数量标签 private JLabel labelOrange; // 桔子数量标签 private JButton buttonFather; // 爸爸按钮 private JButton buttonMother; // 妈妈按钮 private JButton buttonSon; // 儿子按钮 private JButton buttonDaughter; // 女儿按钮 private JPanel panelPlate; // 盘子面板 private Semaphore semaphore; // 信号量 private int appleCount = 0; // 苹果数量 private int orangeCount = 0; // 桔子数量 public FruitPlate() { super("水果盘子"); setSize(400, 400); setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); setLayout(new BorderLayout()); // 盘子面板 panelPlate = new JPanel(new GridLayout(1, 2)); panelPlate.setBackground(Color.WHITE); JLabel labelAppleTitle = new JLabel("苹果"); labelAppleTitle.setFont(new Font("宋体", Font.BOLD, 20)); labelAppleTitle.setHorizontalAlignment(JLabel.CENTER); panelPlate.add(labelAppleTitle); JLabel labelOrangeTitle = new JLabel("桔子"); labelOrangeTitle.setFont(new Font("宋体", Font.BOLD, 20)); labelOrangeTitle.setHorizontalAlignment(JLabel.CENTER); panelPlate.add(labelOrangeTitle); labelApple = new JLabel("0"); labelApple.setFont(new Font("宋体", Font.BOLD, 20)); labelApple.setHorizontalAlignment(JLabel.CENTER); panelPlate.add(labelApple); labelOrange = new JLabel("0"); labelOrange.setFont(new Font("宋体", Font.BOLD, 20)); labelOrange.setHorizontalAlignment(JLabel.CENTER); panelPlate.add(labelOrange); add(panelPlate, BorderLayout.NORTH); // 操作按钮面板 JPanel panelButtons = new JPanel(new FlowLayout()); buttonFather = new JButton("爸爸放苹果"); buttonFather.addActionListener(this); panelButtons.add(buttonFather); buttonMother = new JButton("妈妈放桔子"); buttonMother.addActionListener(this); panelButtons.add(buttonMother); buttonSon = new JButton("儿子取桔子"); buttonSon.addActionListener(this); panelButtons.add(buttonSon); buttonDaughter = new JButton("女儿取苹果"); buttonDaughter.addActionListener(this); panelButtons.add(buttonDaughter); add(panelButtons, BorderLayout.CENTER); // 信号量 semaphore = new Semaphore(1); setVisible(true); } @Override public void actionPerformed(ActionEvent e) { String command = e.getActionCommand(); if ("爸爸放苹果".equals(command)) { new Thread(new FatherThread()).start(); } else if ("妈妈放桔子".equals(command)) { new Thread(new MotherThread()).start(); } else if ("儿子取桔子".equals(command)) { new Thread(new SonThread()).start(); } else if ("女儿取苹果".equals(command)) { new Thread(new DaughterThread()).start(); } } // 爸爸线程 private class FatherThread implements Runnable { @Override public void run() { try { semaphore.acquire(); // 获取信号量 if (appleCount + orangeCount < 2) { appleCount++; labelApple.setText(String.valueOf(appleCount)); System.out.println("爸爸放了一个苹果,盘子中有" + appleCount + "个苹果和" + orangeCount + "个桔子"); } else { System.out.println("盘子已满,爸爸不放了"); } semaphore.release(); // 释放信号量 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } // 妈妈线程 private class MotherThread implements Runnable { @Override public void run() { try { semaphore.acquire(); // 获取信号量 if (appleCount + orangeCount < 2) { orangeCount++; labelOrange.setText(String.valueOf(orangeCount)); System.out.println("妈妈放了一个桔子,盘子中有" + appleCount + "个苹果和" + orangeCount + "个桔子"); } else { System.out.println("盘子已满,妈妈不放了"); } semaphore.release(); // 释放信号量 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } // 儿子线程 private class SonThread implements Runnable { @Override public void run() { try { semaphore.acquire(); // 获取信号量 if (orangeCount > 0) { orangeCount--; labelOrange.setText(String.valueOf(orangeCount)); System.out.println("儿子取了一个桔子,盘子中有" + appleCount + "个苹果和" + orangeCount + "个桔子"); } else { System.out.println("盘子中没有桔子了,儿子不能取"); } semaphore.release(); // 释放信号量 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } // 女儿线程 private class DaughterThread implements Runnable { @Override public void run() { try { semaphore.acquire(); // 获取信号量 if (appleCount > 0) { appleCount--; labelApple.setText(String.valueOf(appleCount)); System.out.println("女儿取了一个苹果,盘子中有" + appleCount + "个苹果和" + orangeCount + "个桔子"); } else { System.out.println("盘子中没有苹果了,女儿不能取"); } semaphore.release(); // 释放信号量 } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } } public static void main(String[] args) { new FruitPlate(); } } ``` 在上面的代码中,使用了一个信号量来实现线程的同步和互斥,盘子的容量为2,当盘子中已经有2个水果时,爸爸和妈妈不能再放入水果,儿子和女儿不能再取出水果。当某个线程获取到信号量时,它可以执行操作,操作完成后释放信号量。通过这种方式,可以保证线程的安全性。 界面中的四个按钮分别对应爸爸、妈妈、儿子和女儿,点击按钮后会启动对应的线程执行操作,同时也可以看到盘子中水果数量的变化。在程序运行过程中,可以通过暂停按钮来查看当前线程和盘子的状态。

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