设有一个售票大厅，可容纳200人购票。如果厅内不足200人，则允许进入，超过则在厅外等候；售票员某时只能给一个购票者服务，购票者买完票后就离开。试写出利用信号量机制实现参观者进程的同步算法。

我们可以使用两个信号量来实现这个同步算法，一个用于表示售票大厅内的人数，另一个用于表示厅外等待的人数。具体实现如下：

from threading import Semaphore, Thread

MAX_CAPACITY = 200  # 售票大厅最大容量
visitors_inside = Semaphore(0)  # 售票大厅内的人数
visitors_outside = Semaphore(MAX_CAPACITY)  # 厅外等候的人数


def buy_ticket(visitor_id):
    visitors_outside.acquire()  # 等待厅内有空位
    print(f"Visitor {visitor_id} enters the hall.")
    visitors_inside.release()  # 增加售票大厅内人数
    print(f"Visitor {visitor_id} buys a ticket.")
    visitors_inside.acquire()  # 等待售票员服务
    print(f"Visitor {visitor_id} leaves the hall.")
    visitors_inside.release()  # 离开售票大厅
    visitors_outside.release()  # 厅外等候的人数减1


for i in range(300):
    Thread(target=buy_ticket, args=(i,)).start()  # 创建300个参观者进程

在这个实现中，售票大厅内的人数初始为0，表示没有人在大厅内。厅外等候的人数初始为最大容量200，表示有200个人可以进入售票大厅。每个参观者进程先尝试获取厅外等候的人数的信号量，如果有空位则可以进入售票大厅，同时售票大厅内的人数增加1。参观者进入售票大厅后，尝试获取售票员服务的信号量，等待售票员为其服务。售票员为其服务后，售票大厅内的人数减少1，参观者离开售票大厅。最后，厅外等候的人数减1，表示有一个人已经购票并离开售票大厅。