问题描述:一张圆桌上坐着5名哲学家,每两个哲学家之间摆上一根筷子,桌子中间是一碗米饭。哲学家们只进行思考和进餐。只有当哲学家饥饿时,才会拿起左右两根筷子(一次只拿一根),如果筷子在别人手上就需要等待,只有当同时拿到两根筷子时才可以开始进餐,进餐完毕后,放下筷子进行思考。要求:仅当一个哲学家左右两边的筷子都可用时才允许他抓起筷子,并且不能发生死锁和饿死现象。 请在windows环境,Visual Studio平台中用c语言编写
时间: 2024-03-08 21:47:57 浏览: 13
以下是在Windows环境,Visual Studio平台中用C语言编写的解决方案:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <windows.h>
#include <time.h>
#define N 5
#define LEFT (i + N - 1) % N
#define RIGHT (i + 1) % N
#define THINKING 0
#define HUNGRY 1
#define EATING 2
int state[N]; // 每个哲学家的状态
HANDLE mutex; // 互斥锁
HANDLE s[N]; // 信号量
void test(int i)
{
if (state[i] == HUNGRY && state[LEFT] != EATING && state[RIGHT] != EATING)
{
state[i] = EATING;
ReleaseSemaphore(s[i], 1, NULL);
}
}
void take_forks(int i)
{
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
state[i] = HUNGRY;
test(i);
ReleaseMutex(mutex);
WaitForSingleObject(s[i], INFINITE);
}
void put_forks(int i)
{
WaitForSingleObject(mutex, INFINITE);
state[i] = THINKING;
test(LEFT);
test(RIGHT);
ReleaseMutex(mutex);
}
DWORD WINAPI philosopher(LPVOID lpParam)
{
int i = *((int*)lpParam);
while (1)
{
printf("哲学家%d正在思考\n", i);
Sleep(rand() % 5000);
take_forks(i);
printf("哲学家%d正在进餐\n", i);
Sleep(rand() % 5000);
put_forks(i);
}
return 0;
}
int main()
{
srand(time(NULL));
mutex = CreateMutex(NULL, FALSE, NULL);
for (int i = 0; i < N; i++)
{
s[i] = CreateSemaphore(NULL, 0, 1, NULL);
state[i] = THINKING;
}
HANDLE hThread[N];
int arg[N];
for (int i = 0; i < N; i++)
{
arg[i] = i;
hThread[i] = CreateThread(NULL, 0, philosopher, &arg[i], 0, NULL);
}
WaitForMultipleObjects(N, hThread, TRUE, INFINITE);
CloseHandle(mutex);
for (int i = 0; i < N; i++)
{
CloseHandle(s[i]);
}
return 0;
}
```
解决方案中采用了信号量和互斥锁来实现哲学家就餐的同步。
其中,`take_forks`函数用于哲学家拿起叉子,如果某个哲学家左右两侧的都有叉子,那么就可以开始进餐。否则,他需要等待左右两侧的叉子都可用时再进餐。
`put_forks`函数用于哲学家放下叉子,如果某个哲学家放下叉子后,左右两侧的哲学家都饥饿了,那么他需要唤醒左右两侧的哲学家。
在`philosopher`函数中,每个哲学家都会随机思考一段时间,然后就餐一段时间,不断循环执行,直到程序结束。