编写程序实现理发师与顾客进程的同步。 问题描述：这是一种经典的IPC问题，理发店有一位理发师，一把理发椅和n把用来等候理发的椅子。如果没有顾客，则理发师在理发椅上睡觉，顾客理来时，如理发师闲则理发，否则如有空椅则坐等，没有空椅则离开，编写程序实现理发师和顾客程序，实现进程控制，要求不能出现竞争。

好的，这是一个经典的同步问题，我们可以使用信号量来实现进程之间的同步。

首先，定义三个信号量：chair，barber和customer。chair表示等待的椅子数量，barber表示理发师是否在工作，customer表示等待的顾客数量。

初始化chair的值为n，barber和customer的值为0。

理发师进程的代码如下：

while(true){
    wait(customer); // 等待顾客
    wait(chair); // 占用一把等待椅子
    signal(barber); // 叫醒理发师
    // 理发师理发
    signal(chair); // 释放等待椅子
}

顾客进程的代码如下：

while(true){
    wait(chair); // 占用一把等待椅子
    if(barber == 0){ // 理发师在睡觉
        signal(customer); // 叫醒理发师
        signal(barber); // 等待理发师准备好
        // 理发师理发
        signal(chair); // 释放等待椅子
    }else{ // 理发师在工作
        signal(chair); // 释放等待椅子
    }
}

通过使用信号量，我们可以保证进程之间的同步，避免竞争情况的发生。

相关问题

在windows环境下用c语言编写睡眠理发师问题要求可以从键盘输入理发师和顾客数量的程序

好的，我可以帮你解答这个问题。睡眠理发师问题是一个经典的同步问题，在多进程或多线程编程中非常常见。下面是一个用C语言编写的解决方案，可以从键盘输入理发师和顾客数量：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>

int barber_num, customer_num;
sem_t customers;
sem_t barbers;
sem_t mutex;

void *barber(void *);
void *customer(void *);

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 从命令行获取理发师和顾客数量
    if (argc != 3) {
        printf("Usage: %s <barber_num> <customer_num>\n", argv[0]);
        exit(1);
    }
    barber_num = atoi(argv[1]);
    customer_num = atoi(argv[2]);

    // 初始化信号量
    sem_init(&customers, 0, 0);
    sem_init(&barbers, 0, barber_num);
    sem_init(&mutex, 0, 1);

    // 创建理发师线程
    pthread_t *barber_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * barber_num);
    for (int i = 0; i < barber_num; i++) {
        pthread_create(&barber_threads[i], NULL, barber, (void *) (intptr_t) i);
    }

    // 创建顾客线程
    pthread_t *customer_threads = malloc(sizeof(pthread_t) * customer_num);
    for (int i = 0; i < customer_num; i++) {
        pthread_create(&customer_threads[i], NULL, customer, (void *) (intptr_t) i);
    }

    // 等待所有顾客线程结束
    for (int i = 0; i < customer_num; i++) {
        pthread_join(customer_threads[i], NULL);
    }

    // 通知所有理发师线程可以退出了
    for (int i = 0; i < barber_num; i++) {
        sem_post(&customers);
    }

    // 等待所有理发师线程结束
    for (int i = 0; i < barber_num; i++) {
        pthread_join(barber_threads[i], NULL);
    }

    // 释放资源
    free(barber_threads);
    free(customer_threads);
    sem_destroy(&customers);
    sem_destroy(&barbers);
    sem_destroy(&mutex);

    return 0;
}

void *barber(void *arg) {
    int id = (intptr_t) arg;
    while (1) {
        // 等待顾客
        sem_wait(&customers);
        printf("Barber %d: start cutting hair\n", id);

        // 理发
        sleep(1);

        printf("Barber %d: finish cutting hair\n", id);

        // 释放一个理发师资源
        sem_post(&barbers);
    }
}

void *customer(void *arg) {
    int id = (intptr_t) arg;
    while (1) {
        // 顾客需要等待一段时间才会到来
        sleep(rand() % 5 + 1);

        // 尝试获取一个理发师资源
        sem_wait(&barbers);
        printf("Customer %d: start getting haircut\n", id);

        // 获取互斥锁
        sem_wait(&mutex);

        // 发现有空闲的理发师，通知理发师开始理发
        sem_post(&customers);

        // 释放互斥锁
        sem_post(&mutex);

        // 等待理发师理发
        sem_wait(&barbers);

        printf("Customer %d: finish getting haircut\n", id);
    }
}

这个程序中，我们使用了三个信号量：`customers`表示等待理发的顾客数量，`barbers`表示可用的理发师数量，`mutex`是一个互斥锁，用来保护共享资源。

理发师线程不断地等待顾客到来，一旦有顾客到来就开始理发，然后继续等待下一个顾客。顾客线程到来后，先等待一段时间，然后尝试获取一个理发师资源。如果有空闲的理发师，就通知一个理发师开始理发，然后等待理发师理发完成。理发师线程在理发完成后释放一个理发师资源，等待下一个顾客到来。

信号量解决理发师问题C语言一个理发师五个顾客

好的，让我来为您解答这个问题。

信号量是一种同步机制，用于控制多个进程或线程之间的访问和使用共享资源。在理发师问题中，我们可以使用信号量来控制理发师和顾客之间的访问和使用。

首先，我们需要定义三个信号量：

- barber：用于控制理发师的状态，表示理发师是否空闲。
- customer：用于控制顾客的状态，表示当前有多少位顾客在等待理发师。
- mutex：用于控制对共享资源的访问，保证同一时间只有一个进程或线程可以访问共享资源。

然后，我们可以使用一个无限循环来表示理发师的工作状态，具体实现如下：

while (1) {
    sem_wait(&customer); // 等待顾客到来
    sem_wait(&mutex); // 锁定共享资源
    customer_count--; // 顾客数量减一
    sem_post(&barber); // 叫理发师理发
    sem_post(&mutex); // 解锁共享资源
    // 理发师理发
}

当有顾客到来时，理发师会等待顾客的到来，然后锁定共享资源，将顾客数量减一，并将理发师信号量增加一，表示理发师可以开始理发了。

对于顾客来说，我们可以使用一个函数来表示顾客的行为，具体实现如下：

void customer() {
    sem_wait(&mutex); // 锁定共享资源
    if (customer_count < MAX_CUSTOMERS) { // 如果还有空位就进去理发店
        customer_count++; // 顾客数量加一
        sem_post(&customer); // 唤醒理发师
        sem_post(&mutex); // 解锁共享资源
        sem_wait(&barber); // 等待理发师理发
        // 理发师理发完毕
    } else { // 否则离开
        sem_post(&mutex); // 解锁共享资源
    }
}

顾客进入理发店时，先锁定共享资源，判断当前是否还有空位，如果有空位就将顾客数量加一，并唤醒理发师，等待理发师理发；如果没有空位就直接离开。

最后，我们需要在程序开始时初始化信号量，并创建一定数量的顾客线程，让他们去理发店理发，具体实现如下：

int main() {
    sem_init(&barber, 0, 0); // 初始化理发师信号量为0
    sem_init(&customer, 0, 0); // 初始化顾客信号量为0
    sem_init(&mutex, 0, 1); // 初始化互斥信号量为1

    pthread_t customers[MAX_CUSTOMERS];
    for (int i = 0; i < MAX_CUSTOMERS; i++) {
        pthread_create(&customers[i], NULL, (void *)customer, NULL);
    }

    // 理发师工作
    while (1) {
        sem_wait(&customer);
        sem_wait(&mutex);
        customer_count--;
        sem_post(&barber);
        sem_post(&mutex);
        // 理发师理发
    }

    return 0;
}

这样，我们就成功地使用信号量解决了理发师问题。