a,b 两点间是一段东西向的单行车道,现要设计一个自动管理系统,管理规则如下:当ab间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段,但另一方向的车必须在ab段外等待;当ab之间无车时,到达a(或b)的车
时间: 2023-05-04 09:00:30 浏览: 494
这是关于设计一个自动管理系统的问题,规则如下:在AB两点间是一条单行道,现在要设计一个自动管理系统,管理规则如下:当AB间有车辆行驶时,同方向的车可同时驶入AB段,但另一方向的车必须在AB段外等待;当AB间无车时,到达A或B点的车辆可自由通过。
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6 a,b两点之间是一段东西向的单行车道,现要设计一个自动管理系统,管理规则如下: (1)当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段,但另一方向的车必须在ab段外等待; (2)当ab之间无车辆在行驶时,到达a点(或b点)的车辆可以进入ab段,但不能从a点和b点同时驶入; (3)当某方向在ab段行驶的车辆驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时,应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。 请用信号量为工具,对ab段实现正确管理以保证行驶安全。
以下是使用信号量实现的伪代码:
```python
Semaphore mutex = 1 # 用于互斥访问ab段
Semaphore east = 0 # 用于管理东向车辆
Semaphore west = 0 # 用于管理西向车辆
int count = 0 # 当前在ab段行驶的车辆数
# 车辆从a点进入ab段
def enterFromA(direction):
if direction == "east":
# 等待互斥访问ab段
wait(mutex)
if count < 0:
# 如果有西向车辆在ab段,等待
signal(mutex)
wait(east)
wait(mutex)
# 进入ab段
count += 1
signal(mutex)
elif direction == "west":
# 等待互斥访问ab段
wait(mutex)
if count > 0:
# 如果有东向车辆在ab段,等待
signal(mutex)
wait(west)
wait(mutex)
# 进入ab段
count -= 1
signal(mutex)
# 车辆从b点进入ab段
def enterFromB(direction):
if direction == "east":
# 等待互斥访问ab段
wait(mutex)
if count > 0:
# 如果有东向车辆在ab段,等待
signal(mutex)
wait(east)
wait(mutex)
# 进入ab段
count -= 1
signal(mutex)
elif direction == "west":
# 等待互斥访问ab段
wait(mutex)
if count < 0:
# 如果有西向车辆在ab段,等待
signal(mutex)
wait(west)
wait(mutex)
# 进入ab段
count += 1
signal(mutex)
# 车辆从ab段驶出
def leave(direction):
if direction == "east":
# 等待互斥访问ab段
wait(mutex)
count -= 1
if count == 0:
# 如果ab段没有车辆,唤醒等待的西向车辆
signal(west)
# 离开ab段
signal(mutex)
elif direction == "west":
# 等待互斥访问ab段
wait(mutex)
count += 1
if count == 0:
# 如果ab段没有车辆,唤醒等待的东向车辆
signal(east)
# 离开ab段
signal(mutex)
```
其中,mutex信号量用于互斥访问ab段,east和west信号量分别用于管理东向和西向车辆,count记录当前在ab段行驶的车辆数。enterFromA和enterFromB函数分别实现了从a点和b点进入ab段的操作,leave函数实现了从ab段驶出的操作。在enterFromA和enterFromB函数中,如果有相反方向的车辆在ab段,就必须等待。在leave函数中,如果ab段没有车辆,就唤醒等待的相反方向的车辆,保证了满足题目中的管理规则。
a,b两点之间是一段东西向的单行车道,现要设计一个自动管理系统,管理规则如下: (1)当ab之间有车辆在行驶时同方向的车可以同时驶入ab段,但另一方向的车必须在ab段外等待; (2)当ab之间无车辆在行驶时,到达a点(或b点)的车辆可以进入ab段,但不能从a点和b点同时驶入; (3)当某方向在ab段行驶的车辆驶出了ab段且暂无车辆进入ab段时,应让另一方向等待的车辆进入ab段行驶。 请用信号量为工具,对ab段实现正确管理以保证行驶安全。
这道题目可以使用两个信号量来实现对ab段的控制。一个是用于控制同方向车辆的信号量,另一个是用于控制不同方向车辆的信号量。
具体实现如下:
1. 初始化两个信号量同方向车辆信号量和不同方向车辆信号量的值均为1。
2. 同方向车辆进入ab段时,首先对同方向车辆信号量进行P操作,然后再进入ab段,离开ab段时再对不同方向车辆信号量进行V操作。
3. 不同方向车辆进入ab段时,首先对不同方向车辆信号量进行P操作,然后再进入ab段,离开ab段时再对同方向车辆信号量进行V操作。
4. 当ab段内所有的同方向车辆都离开后,如果有等待的不同方向车辆,则对不同方向车辆信号量进行V操作,让其进入ab段。
5. 当ab段内所有的不同方向车辆都离开后,如果有等待的同方向车辆,则对同方向车辆信号量进行V操作,让其进入ab段。
6. 注意,进入ab段的车辆必须按照先来后到的原则进行排队,使用先进先出的队列来实现。
完整代码实现如下:
```python
from threading import Semaphore, Thread
from queue import Queue
# 同方向车辆信号量
same_direction_semaphore = Semaphore(1)
# 不同方向车辆信号量
diff_direction_semaphore = Semaphore(1)
# 同方向车辆队列
same_direction_queue = Queue()
# 不同方向车辆队列
diff_direction_queue = Queue()
# 车辆进入ab段函数
def enter_ab(direction):
if direction == 'same':
same_direction_queue.put(1)
same_direction_semaphore.acquire()
else:
diff_direction_queue.put(1)
diff_direction_semaphore.acquire()
# 车辆离开ab段函数
def leave_ab(direction):
if direction == 'same':
same_direction_semaphore.release()
if same_direction_queue.qsize() > 0:
same_direction_semaphore.acquire()
same_direction_queue.get()
else:
diff_direction_semaphore.release()
if diff_direction_queue.qsize() > 0:
diff_direction_semaphore.acquire()
diff_direction_queue.get()
# 车辆线程函数
def car_thread(direction):
enter_ab(direction)
print(f'{direction} car enters ab')
# 车辆行驶
print(f'{direction} car is driving')
leave_ab(direction)
print(f'{direction} car leaves ab')
# 创建多个车辆线程进行测试
for i in range(10):
Thread(target=car_thread, args=('same',)).start()
Thread(target=car_thread, args=('diff',)).start()
```
这样就可以使用信号量来实现对ab段的控制,保证车辆行驶的安全。