编写C程序，使用Linux中的IPC机制，完成 “石头、剪子、布”的游戏；

这里提供一种使用共享内存和信号量实现的方法：

先定义游戏规则：

1. 石头胜剪子，剪子胜布，布胜石头；
2. 两方同时出拳，如果出拳相同则为平局；
3. 每局比赛结束后，双方可以选择继续游戏或退出。

接下来，我们可以编写一个双方都可以运行的程序，代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
#include <sys/sem.h>
#include <time.h>

#define SHM_SIZE 1024
#define SEM_NUM 2

enum {
    ROCK = 1,
    SCISSORS,
    PAPER,
    QUIT
};

union semun {
    int val;
    struct semid_ds *buf;
    unsigned short *array;
};

void set_semvalue(int sem_id, int sem_num, int value)
{
    union semun sem_union;

    sem_union.val = value;
    if (semctl(sem_id, sem_num, SETVAL, sem_union) == -1) {
        perror("Error: semctl SETVAL failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

void del_semvalue(int sem_id, int sem_num)
{
    union semun sem_union;

    if (semctl(sem_id, sem_num, IPC_RMID, sem_union) == -1) {
        perror("Error: semctl IPC_RMID failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
}

int semaphore_p(int sem_id, int sem_num)
{
    struct sembuf sem_buf;

    sem_buf.sem_num = sem_num;
    sem_buf.sem_op = -1;
    sem_buf.sem_flg = SEM_UNDO;
    if (semop(sem_id, &sem_buf, 1) == -1) {
        perror("Error: semaphore_p failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return 0;
}

int semaphore_v(int sem_id, int sem_num)
{
    struct sembuf sem_buf;

    sem_buf.sem_num = sem_num;
    sem_buf.sem_op = 1;
    sem_buf.sem_flg = SEM_UNDO;
    if (semop(sem_id, &sem_buf, 1) == -1) {
        perror("Error: semaphore_v failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return 0;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int shm_id, sem_id, *shared_memory, selection, result;
    key_t shm_key, sem_key;
    char buffer[BUFSIZ];

    srand(time(NULL));

    if (argc != 2) {
        printf("Usage: %s <key>\n", argv[0]);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 创建共享内存 */
    shm_key = atoi(argv[1]);
    if ((shm_id = shmget(shm_key, SHM_SIZE, 0666)) == -1) {
        perror("Error: shmget failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 连接共享内存 */
    if ((shared_memory = shmat(shm_id, NULL, 0)) == (void *)-1) {
        perror("Error: shmat failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 创建信号量 */
    sem_key = ftok("/tmp", atoi(argv[1]));
    if ((sem_id = semget(sem_key, SEM_NUM, 0666)) == -1) {
        perror("Error: semget failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 初始化信号量 */
    set_semvalue(sem_id, 0, 0);
    set_semvalue(sem_id, 1, 0);

    while (1) {
        printf("Please make your selection (1. Rock, 2. Scissors, 3. Paper, 4. Quit): ");
        fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
        selection = atoi(buffer);

        if (selection == QUIT) {
            break;
        }

        /* 等待对方出拳 */
        semaphore_p(sem_id, 0);

        /* 获取对方出拳的结果 */
        result = *shared_memory;

        /* 判断胜负 */
        if (result == selection) {
            printf("It's a tie!\n");
        } else if ((result == ROCK && selection == SCISSORS) ||
                   (result == SCISSORS && selection == PAPER) ||
                   (result == PAPER && selection == ROCK)) {
            printf("You lose!\n");
        } else {
            printf("You win!\n");
        }

        /* 继续游戏或退出 */
        printf("Do you want to continue? (y/n) ");
        fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
        if (buffer[0] == 'n' || buffer[0] == 'N') {
            break;
        }

        /* 准备出拳 */
        selection = rand() % 3 + 1;
        *shared_memory = selection;

        /* 通知对方已经出拳 */
        semaphore_v(sem_id, 1);
    }

    /* 断开共享内存 */
    if (shmdt(shared_memory) == -1) {
        perror("Error: shmdt failed");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* 删除信号量 */
    del_semvalue(sem_id, 0);
    del_semvalue(sem_id, 1);

    return 0;
}

程序中使用了共享内存和信号量两种 IPC 机制。程序开始时创建共享内存和信号量，然后进入一个循环，每次循环中先让用户输入自己的选择，然后等待对方出拳。当收到对方出拳的信号后，程序获取对方出拳的结果，并根据游戏规则判断胜负，然后让用户选择是否继续游戏。如果用户选择继续游戏，程序会随机产生自己的出拳结果，并将结果写入共享内存中，然后通知对方已经出拳。如果用户选择退出，程序会断开共享内存和删除信号量。

注意：这个程序中的信号量必须按照特定的顺序操作，否则会导致死锁。具体来说，当一个进程需要等待另一个进程的信号时，它必须先 P 第一个信号量，然后再 V 第二个信号量。当另一个进程需要等待它的信号时，它必须先 P 第二个信号量，然后再 V 第一个信号量。这样做可以保证两个进程不会同时进入等待状态。