定义生产者消费者问题中的各数据结构，并初始化信号量。

在生产者消费者问题中，通常需要定义以下数据结构：

1. 缓冲区：用于存放生产者生产的数据，供消费者消费。通常使用一个数组来实现。

2. 互斥锁（mutex）：保证同一时间只有一个线程可以访问缓冲区。

3. 信号量：

- 生产者信号量（empty）：表示缓冲区中空闲的位置数，初始值为缓冲区容量。

- 消费者信号量（full）：表示缓冲区中已有数据的位置数，初始值为 0。

在初始化信号量时，需要使用操作系统提供的信号量库函数。以 C++ 为例，可以使用如下代码进行初始化：

#include <semaphore.h>

// 定义互斥锁和信号量
sem_t mutex, empty, full;

// 初始化互斥锁和信号量
sem_init(&mutex, 0, 1);
sem_init(&empty, 0, BUFFER_SIZE);
sem_init(&full, 0, 0);

其中，`sem_init` 函数的第一个参数是要初始化的信号量，第二个参数是指定信号量的作用范围，通常为 0，表示信号量在当前进程内有效。第三个参数是信号量的初始值。`BUFFER_SIZE` 是缓冲区的容量。