桌上有一空盘，最多允许存放5只水果。爸爸可向盘中放一个苹果或妈妈放一个桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃苹果。 试用wait、signal操作实现爸爸、妈妈，儿子、女儿四个并发进程的同步。

该问题描述了一个桌子上只有一个空盘子，最多能存放5个水果。爷爷可以往盘子里放一个苹果，或者奶奶可以放一个桔子，孩子专门吃盘子中的苹果，女孩专门吃盘子中的桔子。试用wait、signal操作实现爷爷、奶奶、孩子、女孩四个同时进行的同步。

相关问题

桌上有一空盘，最多允许存放两只水果，爸爸只向盘中放一个苹果，妈妈只向盘中放一个桔子，两个儿子专等吃盘中的桔子，两个女儿专等吃苹果。用P、V操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿四个并发进程的同步。

这是一个典型的生产者和消费者问题。可以使用信号量和PV操作进行同步。

首先，定义四个信号量：

- empty：表示盘子是否为空，初值为1。
- apple：表示盘子中是否有苹果，初值为0。
- orange：表示盘子中是否有桔子，初值为0。
- mutex：用于互斥访问盘子，初值为1。

爸爸进程代码如下：

P(empty);
P(mutex);
// 向盘子中放入一个苹果
V(mutex);
V(apple);

妈妈进程代码如下：

P(empty);
P(mutex);
// 向盘子中放入一个桔子
V(mutex);
V(orange);

儿子进程代码如下：

P(orange);
P(mutex);
// 从盘子中取出一个桔子
V(mutex);
V(empty);
// 吃桔子

女儿进程代码如下：

P(apple);
P(mutex);
// 从盘子中取出一个苹果
V(mutex);
V(empty);
// 吃苹果

这样就实现了爸爸、妈妈、儿子、女儿四个进程的同步。

两个生产者，生产两种产品，两个消费者分别消费两种产品，一个缓冲区。 桌上有一空盘，最多允许存放一只水果。爸爸、妈妈只向盘中放一个苹果或一个桔子，儿子专等吃盘中的桔子，女儿专等吃苹果。用P、V操作实现爸爸、妈妈、儿子、女儿四个并发进程的同步。

这是一个经典的生产者-消费者问题，可以使用信号量和缓冲区来实现进程同步。

首先定义三个信号量：empty表示空闲的缓冲区数量，full表示已经被生产者放入产品的缓冲区数量，mutex是一个互斥信号量，用于保护缓冲区的操作过程不被其他进程中断。

然后定义一个长度为1的缓冲区，用于存放水果。

父母进程负责生产水果并将其放入缓冲区，使用P(empty)和P(mutex)操作来获取空闲的缓冲区并保护缓冲区，然后将水果放入缓冲区，最后使用V(mutex)和V(full)操作来释放缓冲区并通知消费者有新的水果可供消费。

儿子和女儿进程负责消费水果，使用P(full)和P(mutex)操作来获取已经被生产者放入产品的缓冲区并保护缓冲区，然后判断缓冲区中的水果类型是否是自己想要的，如果是则将水果取出放到盘子里，最后使用V(mutex)和V(empty)操作来释放缓冲区并通知生产者有新的空闲缓冲区可供使用。

具体实现代码如下：

from threading import Semaphore, Thread

empty = Semaphore(1)  # 初始信号量为1，表示缓冲区为空
full = Semaphore(0)  # 初始信号量为0，表示缓冲区中没有产品可供消费
mutex = Semaphore(1)  # 初始信号量为1，表示缓冲区的互斥锁

buffer = None  # 缓冲区

def father():
    global buffer
    while True:
        fruit = input("请输入要放入的水果（苹果/桔子）：")
        if fruit == "苹果":
            empty.acquire()  # 获取空闲的缓冲区
            mutex.acquire()  # 保护缓冲区
            buffer = "苹果"  # 放入苹果
            print("爸爸放入了一个苹果")
            mutex.release()  # 释放缓冲区
            full.release()  # 通知消费者有新的水果可供消费
        elif fruit == "桔子":
            empty.acquire()  # 获取空闲的缓冲区
            mutex.acquire()  # 保护缓冲区
            buffer = "桔子"  # 放入桔子
            print("妈妈放入了一个桔子")
            mutex.release()  # 释放缓冲区
            full.release()  # 通知消费者有新的水果可供消费
        else:
            print("请输入正确的水果名称")

def son():
    global buffer
    while True:
        mutex.acquire()  # 保护缓冲区
        if buffer == "桔子":
            buffer = None  # 取出桔子
            print("儿子吃掉了一个桔子")
            mutex.release()  # 释放缓冲区
            empty.release()  # 通知生产者有新的空闲缓冲区可供使用
            break
        else:
            mutex.release()  # 释放缓冲区
            continue

def daughter():
    global buffer
    while True:
        mutex.acquire()  # 保护缓冲区
        if buffer == "苹果":
            buffer = None  # 取出苹果
            print("女儿吃掉了一个苹果")
            mutex.release()  # 释放缓冲区
            empty.release()  # 通知生产者有新的空闲缓冲区可供使用
            break
        else:
            mutex.release()  # 释放缓冲区
            continue

if __name__ == '__main__':
    t1 = Thread(target=father)
    t2 = Thread(target=son)
    t3 = Thread(target=daughter)
    t1.start()
    t2.start()
    t3.start()
    t1.join()
    t2.join()
    t3.join()

在程序运行时，父母进程会不断地输入要放入的水果，然后将其放入缓冲区，如果缓冲区已满则会阻塞等待。儿子和女儿进程会不断地尝试从缓冲区中获取水果，如果缓冲区为空则会阻塞等待。当儿子或女儿进程成功获取自己想要的水果后，就会将水果放到盘子里，并退出进程。程序会一直运行直到手动停止。