用任意语言设计算法解决以下问题：哲学家有N个，约定全体到达后开始讨论：在讨论的间隙哲学家进餐，每人进餐时都需使用刀、叉各一把，所有哲学家刀和叉都拿到后才能进餐。哲学家的人数、餐桌上的布置自行设定，实现刀和叉的互斥使用算法的程序实现。并给出相关设计流程思路

这个问题实际上就是经典的哲学家进餐问题，使用的解决方案是资源分级法，也称为层次分配法，可以用Java语言实现，具体的设计流程思路如下：

定义哲学家类，每个哲学家有一个ID，同时也拥有左右两只叉子
class Philosopher {
private int id;
private Semaphore leftFork;
private Semaphore rightFork;
public Philosopher(int id, Semaphore leftFork, Semaphore rightFork) {
this.id = id;
this.leftFork = leftFork;
this.rightFork = rightFork;
}
}
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定义主函数，初始化哲学家和叉子，创建哲学家线程并启动
public static void main(String[] args) {
int n = 5; // 哲学家数量
Semaphore[] forks = new Semaphore[n];
Philosopher[] philosophers = new Philosopher[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
forks[i] = new Semaphore(1);
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
philosophers[i] = new Philosopher(i, forks[i], forks[(i + 1) % n]);
new Thread(philosophers[i]).start();
}
}
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在哲学家的run()方法中，哲学家首先思考一段时间，然后尝试获取左右两个叉子，如果成功获取，则开始进餐，否则等待其他哲学家放下叉子。进餐完毕后放下叉子。
public void run() {
try {
// 思考
System.out.println("Philosopher " + id + " is thinking");
Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
// 进餐
System.out.println("Philosopher " + id + " is hungry, trying to get forks");
leftFork.acquire();
System.out.println("Philosopher " + id + " picked up left fork");
rightFork.acquire();
System.out.println("Philosopher " + id + " picked up right fork");
System.out.println("Philosopher " + id + " is eating");
Thread.sleep((long) (Math.random() * 10000));
System.out.println("Philosopher " + id + " finished eating, put down forks");
rightFork.release();
System.out.println("Philosopher " + id + " put down right fork");
leftFork.release();
System.out.println("Philosopher " + id + " put down left fork");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
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运行程序，观察哲学家的行为，验证算法的正确性。

以上是Java语言实现的算法设计流程思路，其他语言的实现方式也类似，只需要将Semaphore类换成相应语言中的同步控制对象即可。