解决哲学家就餐问题,仅当一位哲学家左右两边的筷子都可用时,才允许他拿起筷子,要求五名哲学家同时进餐,使用c语言代码解决
时间: 2023-11-28 12:03:56 浏览: 43
下面是使用C语言解决哲学家就餐问题的代码:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define N 5 // 哲学家的数量
#define LEFT (i + N - 1) % N // 左边筷子的编号
#define RIGHT (i + 1) % N // 右边筷子的编号
#define THINKING 0 // 哲学家的状态:思考
#define HUNGRY 1 // 哲学家的状态:饥饿
#define EATING 2 // 哲学家的状态:就餐
int state[N]; // 哲学家的状态数组
sem_t mutex; // 互斥信号量
sem_t s[N]; // 同步信号量
void test(int i) {
if (state[i] == HUNGRY && state[LEFT] != EATING && state[RIGHT] != EATING) {
state[i] = EATING;
printf("哲学家 %d 拿起了左边的筷子 %d 和右边的筷子 %d ,开始就餐\n", i + 1, LEFT + 1, i + 1);
sem_post(&s[i]); // 释放同步信号量
}
}
void take_forks(int i) {
sem_wait(&mutex); // 获取互斥信号量
state[i] = HUNGRY;
printf("哲学家 %d 感到饥饿,正在等待左右两边的筷子\n", i + 1);
test(i);
sem_post(&mutex); // 释放互斥信号量
sem_wait(&s[i]); // 获取同步信号量
}
void put_forks(int i) {
sem_wait(&mutex); // 获取互斥信号量
state[i] = THINKING;
printf("哲学家 %d 放下了左边的筷子 %d 和右边的筷子 %d ,开始思考\n", i + 1, LEFT + 1, i + 1);
test(LEFT); // 测试左边的哲学家是否可以就餐
test(RIGHT); // 测试右边的哲学家是否可以就餐
sem_post(&mutex); // 释放互斥信号量
}
void *philosopher(void *arg) {
int i = *(int *)arg;
while (1) {
printf("哲学家 %d 开始思考\n", i + 1);
sleep(rand() % 10); // 思考一段时间
take_forks(i); // 拿起左右两边的筷子
sleep(rand() % 10); // 就餐一段时间
put_forks(i); // 放下左右两边的筷子
}
}
int main() {
pthread_t tid[N];
int i, id[N];
sem_init(&mutex, 0, 1); // 初始化互斥信号量为1
for (i = 0; i < N; i++) {
sem_init(&s[i], 0, 0); // 初始化同步信号量为0
id[i] = i;
pthread_create(&tid[i], NULL, philosopher, &id[i]); // 创建线程
}
for (i = 0; i < N; i++) {
pthread_join(tid[i], NULL); // 等待线程结束
}
return 0;
}
```
代码中使用了两种信号量:互斥信号量和同步信号量。互斥信号量用于保护临界区,同步信号量用于阻塞等待。每个哲学家在就餐前需要获取互斥信号量,然后检查左右两边的筷子是否可用,如果可用就拿起筷子开始就餐,否则等待同步信号量。就餐结束后,哲学家需要放下筷子并释放互斥信号量,然后检查左右两边的哲学家是否可以开始就餐,如果可以就通知他们。