用流程图表现:有一个师傅进程和三个学徒进程,每个学徒连续不断地组装产品,做一个产品需要A. B、C三种零件,这三个学徒分别掌握有A零件、B零件、C零件多个。 要求完成以下功能: (1)师傅源源不断地供应上述三种零件,但他每次只将其中的两种零件放在桌子上(所 放零件由rand%3函数生成的0-2之间的随机数决定)。 (2)具有另一零件的学徒就可以组装产品,且做完后给师傅发信号,然后师傅再拿出 两种零件放在桌上。 3)每次只能有一个进程放入或取出零件。
时间: 2024-03-04 22:54:05 浏览: 19
以下是流程图:
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解释如下:
1. 师傅进程不断循环,每次生成两种随机的零件,放入桌子上。
2. 每个学徒进程不断循环,尝试获取桌子上的零件。
3. 如果学徒有另一种零件,就可以组装产品,并且发信号给师傅进程。
4. 师傅进程收到学徒的信号后,继续生成两种随机的零件放入桌子上。
5. 如果学徒没有另一种零件,则等待其他学徒组装完毕后再次尝试获取桌子上的零件。
6. 每次只能有一个进程放入或取出零件,通过信号量来控制。
相关问题
有一个师傅进程和三个学徒进程,每个学徒连续不断地组装产品,做一个产品需要A. B、C三种零件,这三个学徒分别掌握有A零件、B零件、C零件多个。 要求完成以下功能: (1)师傅源源不断地供应上述三种零件,但他每次只
给出一种零件,即每次只提供A或B或C中的一种;(2)三个学徒进程需要协调合作,每个学徒只能提供自己拥有的某一种零件,当三种零件凑齐后,三个学徒才能组装一个产品;(3)每个学徒进程拥有的零件数量是有限的,当某一种零件数量不足时,师傅进程需要等待该学徒进程汇报零件数量。
这是一个典型的生产者消费者问题,可以使用信号量来解决。具体实现如下:
使用3个信号量A_sem, B_sem, C_sem来表示A、B、C三种零件的数量,初始化为0;
使用3个信号量a_sem, b_sem, c_sem来表示三个学徒进程拥有的A、B、C零件数量,初始化为每个学徒进程拥有的对应零件数量;
使用mutex信号量来保证师傅和学徒进程的互斥访问;
师傅进程不断地生产A、B、C三种零件,每次生产一种,然后释放对应的信号量A_sem、B_sem、C_sem;
每个学徒进程循环执行以下操作:
a.等待自己拥有的零件数量不为0,即等待对应的信号量a_sem、b_sem、c_sem;
b.等待A_sem、B_sem、C_sem中的一个信号量,表示等待师傅提供相应的零件;
c.使用mutex信号量保证学徒进程之间的互斥,从a_sem、b_sem、c_sem中减去相应零件的数量,然后释放mutex信号量;
d.当3种零件数量都不为0时,学徒进程可以组装一个产品,然后释放a_sem、b_sem、c_sem信号量,表示已经使用相应数量的零件;
下面是代码实现:
```python
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#define MAX_NUM 10
sem_t A_sem, B_sem, C_sem;
sem_t a_sem, b_sem, c_sem;
sem_t mutex;
void *master(void *arg)
{
int i;
int parts[3] = {0, 1, 2};
for (i = 0; i < MAX_NUM; i++) {
int part = parts[i % 3];
switch (part) {
case 0:
sem_post(&A_sem);
break;
case 1:
sem_post(&B_sem);
break;
case 2:
sem_post(&C_sem);
break;
default:
break;
}
printf("Master: produce part %c\n", 'A' + part);
sleep(1);
}
}
void *apprenticeA(void *arg)
{
int i, cnt = 0;
for (i = 0; i < MAX_NUM;) {
if (sem_wait(&a_sem) == 0) {
if (sem_trywait(&A_sem) == 0) {
sem_wait(&mutex);
printf("Apprentice A: take part A, cnt=%d\n", ++cnt);
sem_post(&mutex);
if (sem_trywait(&B_sem) == 0) {
if (sem_trywait(&C_sem) == 0) {
sem_wait(&mutex);
printf("Apprentice A: build a product\n");
sem_post(&mutex);
sem_post(&c_sem);
sem_post(&b_sem);
sem_post(&a_sem);
i++;
cnt = 0;
} else {
sem_post(&B_sem);
sem_post(&A_sem);
}
} else {
sem_post(&A_sem);
}
} else {
sem_post(&a_sem);
}
}
}
}
void *apprenticeB(void *arg)
{
int i, cnt = 0;
for (i = 0; i < MAX_NUM;) {
if (sem_wait(&b_sem) == 0) {
if (sem_trywait(&B_sem) == 0) {
sem_wait(&mutex);
printf("Apprentice B: take part B, cnt=%d\n", ++cnt);
sem_post(&mutex);
if (sem_trywait(&A_sem) == 0) {
if (sem_trywait(&C_sem) == 0) {
sem_wait(&mutex);
printf("Apprentice B: build a product\n");
sem_post(&mutex);
sem_post(&c_sem);
sem_post(&a_sem);
sem_post(&b_sem);
i++;
cnt = 0;
} else {
sem_post(&A_sem);
sem_post(&B_sem);
}
} else {
sem_post(&B_sem);
}
} else {
sem_post(&b_sem);
}
}
}
}
void *apprenticeC(void *arg)
{
int i, cnt = 0;
for (i = 0; i < MAX_NUM;) {
if (sem_wait(&c_sem) == 0) {
if (sem_trywait(&C_sem) == 0) {
sem_wait(&mutex);
printf("Apprentice C: take part C, cnt=%d\n", ++cnt);
sem_post(&mutex);
if (sem_trywait(&A_sem) == 0) {
if (sem_trywait(&B_sem) == 0) {
sem_wait(&mutex);
printf("Apprentice C: build a product\n");
sem_post(&mutex);
sem_post(&b_sem);
sem_post(&a_sem);
sem_post(&c_sem);
i++;
cnt = 0;
} else {
sem_post(&A_sem);
sem_post(&C_sem);
}
} else {
sem_post(&C_sem);
}
} else {
sem_post(&c_sem);
}
}
}
}
int main()
{
pthread_t master_thread, apprenticeA_thread, apprenticeB_thread, apprenticeC_thread;
sem_init(&A_sem, 0, 0);
sem_init(&B_sem, 0, 0);
sem_init(&C_sem, 0, 0);
sem_init(&a_sem, 0, 3);
sem_init(&b_sem, 0, 2);
sem_init(&c_sem, 0, 1);
sem_init(&mutex, 0, 1);
pthread_create(&master_thread, NULL, master, NULL);
pthread_create(&apprenticeA_thread, NULL, apprenticeA, NULL);
pthread_create(&apprenticeB_thread, NULL, apprenticeB, NULL);
pthread_create(&apprenticeC_thread, NULL, apprenticeC, NULL);
pthread_join(master_thread, NULL);
pthread_join(apprenticeA_thread, NULL);
pthread_join(apprenticeB_thread, NULL);
pthread_join(apprenticeC_thread, NULL);
sem_destroy(&A_sem);
sem_destroy(&B_sem);
sem_destroy(&C_sem);
sem_destroy(&a_sem);
sem_destroy(&b_sem);
sem_destroy(&c_sem);
sem_destroy(&mutex);
return 0;
}
```
C语言:有一个师傅进程和三个学徒进程,每个学徒连续不断地组装产品,做一个产品需要A、B、C三种零件,这三个学徒分别掌握有A零件、B零件、C零件多个。要求完成以下功能: (1)师傅源源不断地供应上述三种零件,但他每次只将其中的两种零件放在桌子上(所放零件由rand % 3函数生成的0-2之间的随机数决定)。(2)具有另一零件的学徒就可以组装产品,且做完后给师傅发信号,然后师傅再拿出两种零件放在桌上。(3)每次只能有一个进程放入或取出零件。
这是一个经典的生产者消费者问题,需要使用同步与互斥的相关知识来实现。以下是一个可能的解决方案:
首先,需要定义三个互斥信号量,分别表示A、B、C三种零件的可用性,初始值都为0。还需要一个互斥信号量mutex来确保每次只有一个进程可以访问桌子上的零件。
师傅进程的代码如下:
```c
while (true) {
// 随机选择两种零件
int part1 = rand() % 3;
int part2 = rand() % 3;
while (part2 == part1) {
part2 = rand() % 3;
}
// 放置两种零件
sem_wait(&mutex);
printf("Master puts part %c and part %c on the table.\n", 'A' + part1, 'A' + part2);
sem_post(&mutex);
// 等待学徒组装完毕
sem_wait(&full[part1]);
sem_wait(&full[part2]);
}
```
学徒进程的代码如下:
```c
while (true) {
// 检查能否组装产品
int part1 = id;
int part2 = (id + 1) % 3;
sem_wait(&mutex);
if (sem_trywait(&empty[part1]) == 0 && sem_trywait(&empty[part2]) == 0) {
printf("Apprentice %d assembles a product with part %c and part %c.\n", id, 'A' + part1, 'A' + part2);
sem_post(&full[part1]);
sem_post(&full[part2]);
}
sem_post(&mutex);
}
```
这里假设三个学徒的id分别为0、1、2,每个学徒掌握的零件类型就是它的id。学徒首先检查自己掌握的两种零件是否可用,如果可用就组装产品并发信号给师傅,否则就继续等待。
以上就是一个可能的解决方案,能够实现师傅不断供应零件,学徒不断组装产品的功能。需要注意的是,由于互斥信号量的存在,每个进程都会在访问共享资源时阻塞,从而避免了死锁和竞争条件的问题。