四、赵家村和李家村靠坐独木桥连接,独木桥上一次能供一个方向上的行人行走。(1)若独木桥上一次只允许一个人行走,请用P、V操作实现对行人的管理。(2)若不考虑独木桥的载重,只要桥上有赵家村的人往李家村走(或李家村的人往赵家村走),其他同方向的人就可以连续通过。当桥上没有某一方向的行人行走时,另一方向的行人就可以走。请用P.V操作实现对两个方向上行人的管理。
时间: 2024-03-24 12:39:03 浏览: 21
(1) 对行人的管理可以使用两个信号量,分别表示独木桥上的人数和独木桥上行走的方向。
初始化:
```
int num_of_people_on_bridge = 0; // 独木桥上的人数
int direction = 1; // 行走的方向,1表示从赵家村到李家村,-1表示从李家村到赵家村
semaphore mutex = 1; // 用于互斥访问num_of_people_on_bridge和direction的信号量
semaphore bridge = 1; // 用于控制独木桥上只能有一个人行走的信号量
semaphore opposite_direction = 0; // 用于控制独木桥上行走方向相反的人不能同时通过的信号量
```
从赵家村到李家村的人行走:
```
P(mutex);
if (direction == -1 || num_of_people_on_bridge == 1) { // 当前独木桥上行走的方向为从李家村到赵家村,或者已经有一个人在独木桥上
V(mutex);
P(opposite_direction); // 等待独木桥上行走方向相反的人通过
}
num_of_people_on_bridge++;
if (num_of_people_on_bridge == 1) { // 如果是第一个人上独木桥,则需要改变行走方向
direction = -1;
}
V(mutex);
P(bridge); // 独木桥上只能有一个人行走
// 行走过程
V(bridge);
P(mutex);
num_of_people_on_bridge--;
if (num_of_people_on_bridge == 0) { // 如果是最后一个人下独木桥,则需要改变行走方向
direction = 1;
}
if (num_of_people_on_bridge == 0 || direction == 1) { // 如果独木桥上没有人或者行走方向为从赵家村到李家村,则可以放行行走方向相同的人
V(bridge);
} else { // 否则需要等待行走方向相反的人通过
V(mutex);
P(opposite_direction);
P(mutex);
V(bridge);
}
V(mutex);
```
从李家村到赵家村的人行走与从赵家村到李家村的人行走类似,只需要将方向和条件判断的符号取反即可。
(2) 对两个方向上行人的管理可以使用四个信号量,分别表示赵家村到李家村的人数、李家村到赵家村的人数、独木桥上行走的方向和独木桥上的人数。
初始化:
```
int num_of_people_from_zhao_to_li = 0; // 赵家村到李家村的人数
int num_of_people_from_li_to_zhao = 0; // 李家村到赵家村的人数
int direction = 1; // 行走的方向,1表示从赵家村到李家村,-1表示从李家村到赵家村
semaphore mutex = 1; // 用于互斥访问num_of_people_from_zhao_to_li、num_of_people_from_li_to_zhao和direction的信号量
semaphore bridge = 1; // 用于控制独木桥上只能有一个人行走的信号量
semaphore zhao_to_li = 0; // 用于控制赵家村到李家村的人不能同时通过的信号量
semaphore li_to_zhao = 0; // 用于控制李家村到赵家村的人不能同时通过的信号量
```
从赵家村到李家村的人行走:
```
P(mutex);
if (num_of_people_from_li_to_zhao > 0 || direction == -1) { // 李家村到赵家村的人正在独木桥上,或者当前行走方向为从李家村到赵家村
V(mutex);
P(zhao_to_li); // 等待李家村到赵家村的人通过
}
num_of_people_from_zhao_to_li++;
if (num_of_people_from_zhao_to_li == 1) { // 如果是第一个赵家村到李家村的人上独木桥,则需要改变行走方向
direction = -1;
}
V(mutex);
P(bridge); // 独木桥上只能有一个人行走
// 行走过程
V(bridge);
P(mutex);
num_of_people_from_zhao_to_li--;
if (num_of_people_from_zhao_to_li == 0) { // 如果是最后一个赵家村到李家村的人下独木桥,则需要改变行走方向
direction = 1;
}
if (num_of_people_from_zhao_to_li == 0 || direction == 1) { // 如果独木桥上没有赵家村到李家村的人或者行走方向为从赵家村到李家村,则可以放行同方向的人
V(bridge);
if (num_of_people_from_li_to_zhao > 0) { // 如果李家村到赵家村的人正在等待,则放行他们
V(li_to_zhao);
} else { // 否则放行行走方向相反的人
V(zhao_to_li);
}
} else { // 否则需要等待行走方向相反的人通过
V(mutex);
P(li_to_zhao);
P(mutex);
V(bridge);
if (num_of_people_from_li_to_zhao > 0) { // 如果李家村到赵家村的人正在等待,则放行他们
V(li_to_zhao);
} else { // 否则放行行走方向相反的人
V(zhao_to_li);
}
}
V(mutex);
```
从李家村到赵家村的人行走与从赵家村到李家村的人行走类似,只需要将方向和条件判断的符号取反即可。