用c语言解决;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)学生不能同时使用使卡机,(2)在Linux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,离开者,剩余座位等),给出实验结果
时间: 2024-02-26 16:58:39 浏览: 132
好的,我回答您的问题。
首先,我们需要使用多线程和信号量来解决这个问题。我们可以使用一个线程模拟学生进入自习室,另一个线程模拟学生离开自习室。我们需要使用信号量来保证在同一时间只有一个学生能够使用打卡机。
以下是一个可能的解决方案:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#define NUM_SEATS 100
// 定义信号量
sem_t lock;
sem_t available_seats;
// 定义自习室座位数组
int seats[NUM_SEATS];
// 定义学生结构体
typedef struct {
char name[20];
int seat_number;
} Student;
// 进入自习室的线程函数
void* enter_room(void* arg) {
Student* student = (Student*)arg;
// 等待可用座位
sem_wait(&available_seats);
// 等待打卡机
sem_wait(&lock);
// 查找空座位
int seat_number = -1;
for (int i = 0; i < NUM_SEATS; i++) {
if (seats[i] == 0) {
seats[i] = 1;
seat_number = i + 1;
break;
}
}
// 释放打卡机
sem_post(&lock);
if (seat_number == -1) {
printf("%s 没有找到座位!\n", student->name);
} else {
student->seat_number = seat_number;
printf("%s 进入了自习室,座位号为 %d\n", student->name, seat_number);
}
return NULL;
}
// 离开自习室的线程函数
void* leave_room(void* arg) {
Student* student = (Student*)arg;
// 等待打卡机
sem_wait(&lock);
// 离开座位
seats[student->seat_number - 1] = 0;
printf("%s 离开了自习室,座位号为 %d\n", student->name, student->seat_number);
// 释放打卡机和座位
sem_post(&lock);
sem_post(&available_seats);
return NULL;
}
int main() {
// 初始化信号量
sem_init(&lock, 0, 1);
sem_init(&available_seats, 0, NUM_SEATS);
// 初始化座位
for (int i = 0; i < NUM_SEATS; i++) {
seats[i] = 0;
}
// 创建学生
Student alice = {"Alice", -1};
Student bob = {"Bob", -1};
Student charlie = {"Charlie", -1};
// 创建线程
pthread_t alice_thread;
pthread_create(&alice_thread, NULL, enter_room, &alice);
pthread_t bob_thread;
pthread_create(&bob_thread, NULL, enter_room, &bob);
pthread_t charlie_thread;
pthread_create(&charlie_thread, NULL, enter_room, &charlie);
// 等待学生进入自习室
sleep(2);
// 学生离开自习室
pthread_t alice_leave_thread;
pthread_create(&alice_leave_thread, NULL, leave_room, &alice);
sleep(1);
pthread_t bob_leave_thread;
pthread_create(&bob_leave_thread, NULL, leave_room, &bob);
sleep(1);
pthread_t charlie_leave_thread;
pthread_create(&charlie_leave_thread, NULL, leave_room, &charlie);
// 等待线程结束
pthread_join(alice_thread, NULL);
pthread_join(bob_thread, NULL);
pthread_join(charlie_thread, NULL);
pthread_join(alice_leave_thread, NULL);
pthread_join(bob_leave_thread, NULL);
pthread_join(charlie_leave_thread, NULL);
// 销毁信号量
sem_destroy(&lock);
sem_destroy(&available_seats);
return 0;
}
```
在上面的代码中,我们使用了两个信号量,`lock` 保证在同一时间只有一个学生能够使用打卡机,`available_seats` 记录当前还有多少个座位可用。
在进入自习室的线程函数 `enter_room` 中,我们首先等待可用座位,然后等待打卡机。一旦获取了打卡机,我们就查找空座位,将该座位标记为已占用,然后释放打卡机。如果没有找到空座位,我们就打印一条消息。
在离开自习室的线程函数 `leave_room` 中,我们首先等待打卡机,然后将该学生的座位标记为未占用,打印一条离开的消息,最后释放打卡机和座位。
在主函数中,我们创建了三个学生,并将他们分别放在不同的线程中。我们等待学生进入自习室一段时间后,再让他们离开。最后,我们销毁了使用的信号量。
注意:以上代码只是一个可能的解决方案,实际情况可能存在不同的实现方式。
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