设有一个简单的校车管理系统。校车不允许同时停放在同一个车位上(互斥);只有当校车停 稳后,乘客才能下校车(同步);乘客下校车可以和校车卸行李同时进行(并发或并行);乘客正 在下校车时可以打电话与其他人联系(通信)。试分析、设计并实现上述校车管理系统,
时间: 2023-12-03 20:45:15 浏览: 31
分析:
根据题目描述,需要解决的问题包括:
1.校车的互斥停放问题,需要使用锁机制来控制校车的并发访问
2.乘客下车时需要等待校车停稳,需要使用条件变量进行同步
3.乘客卸下行李和下车可以同时进行,需要使用多线程技术进行并发处理
4.乘客下车时可以打电话与其他人联系,需要使用进程间通信技术来实现通信
设计:
1.校车类:包括校车编号、停车位、是否停车等属性,以及停车和离开方法,使用互斥锁来控制并发访问
2.乘客类:包括乘客编号、是否在车上、是否正在下车、是否在打电话等属性,以及下车、卸行李和打电话方法,使用条件变量来实现同步,使用多线程技术实现并发处理,使用进程间通信技术实现通信
3.管理类:包括管理校车和乘客的方法,可以实现校车的停车和离开,以及乘客的上车、下车、卸行李和打电话等操作
实现:
代码实现会比较复杂,这里只给出伪代码实现
```
class Bus:
def __init__(self, id, position):
self.id = id # 校车编号
self.position = position # 校车停车位
self.lock = Lock() # 互斥锁
self.is_parked = False # 是否停车
def park(self):
with self.lock:
if not self.is_parked:
self.is_parked = True
print(f'校车{self.id}停在了{self.position}号停车位')
else:
print(f'校车{self.id}已经停在了{self.position}号停车位')
def leave(self):
with self.lock:
if self.is_parked:
self.is_parked = False
print(f'校车{self.id}离开了{self.position}号停车位')
else:
print(f'校车{self.id}没有停在{self.position}号停车位')
class Passenger:
def __init__(self, id):
self.id = id # 乘客编号
self.is_on_bus = False # 是否在车上
self.is_getting_off = False # 是否正在下车
self.is_calling = False # 是否在打电话
self.condition = Condition() # 条件变量
def get_on(self, bus):
with bus.lock:
if bus.is_parked:
with self.condition:
while not self.is_on_bus: # 等待校车停稳
self.condition.wait()
print(f'乘客{self.id}上了校车{bus.id}')
self.is_on_bus = True
else:
print(f'校车{bus.id}没有停在停车位')
def get_off(self, bus):
with bus.lock:
if self.is_on_bus:
self.is_getting_off = True
print(f'乘客{self.id}正在下车')
with self.condition:
self.condition.notify() # 唤醒等待校车停稳的乘客
print(f'乘客{self.id}下了校车{bus.id}')
self.is_on_bus = False
self.is_getting_off = False
else:
print(f'乘客{self.id}没有在校车{bus.id}上')
def unload_luggage(self):
print(f'乘客{self.id}正在卸下行李')
def call(self):
print(f'乘客{self.id}正在打电话')
class Manager:
def __init__(self, buses, passengers):
self.buses = buses # 校车列表
self.passengers = passengers # 乘客列表
def park_bus(self, bus_id, position):
bus = self.get_bus(bus_id)
if bus:
bus.position = position
bus.park()
else:
print(f'没有找到校车{bus_id}')
def leave_bus(self, bus_id):
bus = self.get_bus(bus_id)
if bus:
bus.leave()
else:
print(f'没有找到校车{bus_id}')
def get_on_bus(self, passenger_id, bus_id):
passenger = self.get_passenger(passenger_id)
bus = self.get_bus(bus_id)
if passenger and bus:
passenger.get_on(bus)
elif not passenger:
print(f'没有找到乘客{passenger_id}')
else:
print(f'没有找到校车{bus_id}')
def get_off_bus(self, passenger_id, bus_id):
passenger = self.get_passenger(passenger_id)
bus = self.get_bus(bus_id)
if passenger and bus:
passenger.get_off(bus)
elif not passenger:
print(f'没有找到乘客{passenger_id}')
else:
print(f'没有找到校车{bus_id}')
def unload_luggage(self, passenger_id):
passenger = self.get_passenger(passenger_id)
if passenger and passenger.is_on_bus and not passenger.is_getting_off:
passenger.unload_luggage()
elif not passenger:
print(f'没有找到乘客{passenger_id}')
elif not passenger.is_on_bus:
print(f'乘客{passenger_id}没有在车上')
else:
print(f'乘客{passenger_id}正在下车,无法卸行李')
def call(self, passenger_id):
passenger = self.get_passenger(passenger_id)
if passenger and passenger.is_on_bus and not passenger.is_getting_off:
passenger.call()
elif not passenger:
print(f'没有找到乘客{passenger_id}')
elif not passenger.is_on_bus:
print(f'乘客{passenger_id}没有在车上')
else:
print(f'乘客{passenger_id}正在下车,无法打电话')
def get_bus(self, bus_id):
for bus in self.buses:
if bus.id == bus_id:
return bus
return None
def get_passenger(self, passenger_id):
for passenger in self.passengers:
if passenger.id == passenger_id:
return passenger
return None
```
使用方法:
```
# 创建校车和乘客
bus1 = Bus(1, 1)
bus2 = Bus(2, 2)
passenger1 = Passenger(1)
passenger2 = Passenger(2)
# 创建管理器并添加校车和乘客
manager = Manager([bus1, bus2], [passenger1, passenger2])
# 停车
manager.park_bus(1, 1)
# 上车
manager.get_on_bus(1, 1)
# 卸行李
manager.unload_luggage(1)
# 打电话
manager.call(1)
# 下车
manager.get_off_bus(1, 1)
# 离开
manager.leave_bus(1)
```