C++实现三个进程P1、P2、P3互斥使用一个包含N个单元的缓冲区。P1每次用produe()产生一个正整数并用put()送入缓冲区某一空单元中;P2每次用getodd()从该缓冲区中取出一个奇数并用countodd()统计奇数个数;P3每次用geteven()从该缓冲区中取出一个偶数并用counteven()统计偶数个数
时间: 2024-03-17 10:44:13 浏览: 118
用C++模拟进程
这道题需要使用进程同步技术(如互斥锁、信号量等)来实现进程间的互斥和同步操作。下面是一个可能的解决方案:
```c++
#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
using namespace std;
const int N = 10; // 缓冲区大小
int buffer[N]; // 缓冲区
int in = 0, out = 0; // 生产者和消费者的指针
int odd_count = 0, even_count = 0; // 奇数和偶数的计数器
mutex mtx; // 互斥锁
condition_variable cv; // 条件变量
void produce(int x) {
unique_lock<mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, [](){ return in != out || odd_count + even_count < N; });
buffer[in] = x;
in = (in + 1) % N;
cout << "P1 produce " << x << endl;
cv.notify_all();
}
int getodd() {
unique_lock<mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, [](){ return in != out || odd_count + even_count > 0; });
int x = buffer[out];
out = (out + 1) % N;
if (x % 2 == 1) {
odd_count++;
cout << "P2 get odd " << x << endl;
}
cv.notify_all();
return x;
}
int geteven() {
unique_lock<mutex> lock(mtx);
cv.wait(lock, [](){ return in != out || odd_count + even_count > 0; });
int x = buffer[out];
out = (out + 1) % N;
if (x % 2 == 0) {
even_count++;
cout << "P3 get even " << x << endl;
}
cv.notify_all();
return x;
}
void countodd() {
while (true) {
int x = getodd();
// 处理奇数
}
}
void counteven() {
while (true) {
int x = geteven();
// 处理偶数
}
}
int main() {
thread t1([](){
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
produce(i);
}
});
thread t2(countodd);
thread t3(counteven);
t1.join();
t2.join();
t3.join();
return 0;
}
```
上面的代码使用了互斥锁 `mtx` 和条件变量 `cv` 来实现进程间的同步和互斥操作:
- 生产者 `P1` 调用 `produce` 函数来生产一个正整数,并将其放入缓冲区中。在调用 `wait` 函数时,使用 lambda 表达式来判断缓冲区是否已满,如果已满则等待条件变量 `cv` 的通知。在生产完一个正整数后,调用 `notify_all` 函数来通知等待消费者 `P2` 和 `P3` 的线程。
- 消费者 `P2` 调用 `getodd` 函数来从缓冲区中取出一个奇数,并将其计入奇数计数器 `odd_count`。在调用 `wait` 函数时,使用 lambda 表达式来判断缓冲区是否为空,如果为空则等待条件变量 `cv` 的通知。在取出一个奇数后,调用 `notify_all` 函数来通知等待生产者 `P1` 和消费者 `P3` 的线程。
- 消费者 `P3` 调用 `geteven` 函数来从缓冲区中取出一个偶数,并将其计入偶数计数器 `even_count`。在调用 `wait` 函数时,使用 lambda 表达式来判断缓冲区是否为空,如果为空则等待条件变量 `cv` 的通知。在取出一个偶数后,调用 `notify_all` 函数来通知等待生产者 `P1` 和消费者 `P2` 的线程。
- 值得注意的是,由于 `wait` 函数可能因为虚假唤醒而返回,因此在调用 `wait` 函数时,需要使用 while 循环来判断条件是否满足。同时,在修改共享变量之前,也需要先获取互斥锁 `mtx`,以避免多个线程同时修改共享变量而导致数据错误的问题。
在上面的代码中,我们使用了 `thread` 类来创建多个线程,分别用于生产者和消费者的操作。在主函数中,我们使用 `join` 函数来等待所有线程结束。
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