桌上有一空盘，允许存放一只水果。爸爸可向盘中放苹果，也可向盘中放桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃盘中的苹果。规定当盘空时一次只能放一只水果供吃者取用，请用P、V原语实现爸爸、儿子、女儿三个并发进

程的同步与互斥。

以下是使用P、V原语实现的示例代码：

fruit = 0  # 初始盘子为空，0代表空，1代表有水果

father_semaphore = Semaphore(1)  # 父亲信号量，初始值为1
son_semaphore = Semaphore(0)      # 儿子信号量，初始值为0
daughter_semaphore = Semaphore(0) # 女儿信号量，初始值为0

def father():
    global fruit
    while True:
        father_semaphore.acquire()   # 等待父亲信号量，保证互斥
        if fruit == 0:              # 如果盘子为空，则放入一个随机的水果
            fruit = random.randint(1,2)
            print("爸爸放入了", "苹果" if fruit == 1 else "桔子")
        father_semaphore.release()  # 释放父亲信号量
        time.sleep(random.random()) # 随机休眠一段时间

def son():
    global fruit
    while True:
        son_semaphore.acquire()     # 等待儿子信号量，保证同步
        if fruit == 2:              # 如果盘子中有桔子，则取出桔子
            print("儿子吃掉了桔子")
            fruit = 0               # 取出桔子后，盘子为空
        son_semaphore.release()     # 释放儿子信号量
        time.sleep(random.random()) # 随机休眠一段时间

def daughter():
    global fruit
    while True:
        daughter_semaphore.acquire() # 等待女儿信号量，保证同步
        if fruit == 1:              # 如果盘子中有苹果，则取出苹果
            print("女儿吃掉了苹果")
            fruit = 0               # 取出苹果后，盘子为空
        daughter_semaphore.release() # 释放女儿信号量
        time.sleep(random.random())  # 随机休眠一段时间

# 创建并启动三个线程
father_thread = threading.Thread(target=father)
son_thread = threading.Thread(target=son)
daughter_thread = threading.Thread(target=daughter)
father_thread.start()
son_thread.start()
daughter_thread.start()

# 主线程负责向盘子中放入水果，当按下回车键时，程序结束
while True:
    input()
    father_semaphore.acquire()   # 等待父亲信号量，保证互斥
    if fruit == 0:              # 如果盘子为空，则放入一个随机的水果
        fruit = random.randint(1,2)
        print("爸爸放入了", "苹果" if fruit == 1 else "桔子")
    father_semaphore.release()  # 释放父亲信号量
    son_semaphore.release()     # 释放儿子信号量，通知儿子有新的水果
    daughter_semaphore.release()# 释放女儿信号量，通知女儿有新的水果

在上述代码中，父亲线程持有父亲信号量时，其他线程无法进入父亲线程的代码段，从而保证了父亲线程的互斥性。儿子线程和女儿线程分别通过等待儿子信号量和女儿信号量来实现同步，当父亲向盘子中放入水果时，同时释放儿子信号量和女儿信号量，通知儿子和女儿有新的水果可供取用。当儿子或女儿取出水果时，通过释放自己的信号量来通知父亲已经取走水果，从而实现了同步。