目录1 题目内容及要求 (2)1.1 题目名称 (2)1.2 题目描述 (2)1.3 解题思路 (2)1.4 程序清单 (6)1.5 提交结果框图 (16)2 总结 (20)3 参考文献 (20)1 题目内容及要求1.1题目名称进程同步模拟设计:吃水果问题1.2题目描述桌子上有一只盘子，最多可容纳两个水果，每次只能放入或者取出一个水果。

爸爸专门向盘子中放苹果，妈妈专门向盘子中放橘子，两个儿子专门等待吃盘子中的橘子，两个女儿专门等吃盘子中的苹果。

1.3解题思路将问题转换为信号量上的资源分配类型问题:这是进程同步问题的模拟，可以把向盘子放或取水果的每一个过程可以转为一个进程的操作，这些进程是互斥的，同时也存在一定的同步关系。

通过编程实践时，实际是随机的调用人一个进程的操作，而这些进程的操作相当于程序中的函数调用。

而计算机在执行时每一个时刻只能执行一个操作，这就默认了互斥。

同步的模拟可以类似于函数调用时的前提关系即先决条件。

这样进程同步模拟就完全可以通过函数的调用来实现。

具体的每一个操作的对应的函数的关系：爸爸向盘子中放一个苹果：Father()妈妈向盘子中放一个橘子：Mother()儿子1从盘子取一个橘子：Son1()儿子2从盘子取一个橘子：Son2()女儿1从盘子取一个苹果：Daugther1()儿子1从盘子取一个苹果：Daugther2()具体实现方案:(1)用一个整型变量Plate_Size表示盘子，初始值为0，当放水果时Plate_Size 加1，取水果时Plate_Size减1。

变量Plate_Size的最大值为2，当为2时表示盘子已经满，此时若进行放水果操作，放水果将处于等待状态；为0时表示盘子为空，此时若进行取水果操作，取水果操作将处于等待状态。

(2)整型变量orange和apple分别表示盘子中的橘子和苹果数目，初始都为0，Plate_Size=apple+orange。

(3)用6个bool型的变量Father_lag，Mother_lag，Son1_lag，Son2_lag，Daughter1_lag，Daughter2_lag表示六个进程是否处于等待状态。

处于等待时，变量值为true。

(4)两个放水果进程进程同时处于等待状态时，若有取水果的操作将自动执行等待的放水果进程，执行按等待的先后顺序；两个取苹果或橘子进程同时候处于等待状态，若有放苹果或橘子的操作将自动执行等待的取进程，进行按等待的先后顺序。

(5)用一个随机的函数产生0—5的6个整数，分别对应六个进程的调用。

放水果操作流程图设计(以Father为例,Mother类似):图1 Father放水果操作流程图取水果操作流程图设计(以Son为例,Daughter类似):图2 Son取水果(橘子)操作流程图1.4程序清单#include <iostream.h>#include <ctime>#include <cstdlib>#include <cmath>int apple=0;int orange=0;bool Father_lag;bool Mother_lag;bool Son1_lag;bool Son2_lag;int son_a;int Daughter_b;bool Daughter1_lag;bool Daughter2_lag;void Print(){cout<<" 现在盘子里有"<<apple<<"个苹果,"<<orange<<"个橘子,"<<"共有"<<apple+orange<<"个水果."<<endl;if(Father_lag==true)cout<<" Father进程处于等待状态,"<<endl;if(Mother_lag==true)cout<<" Mother进程处于等待状态,"<<endl;if(Son1_lag==true)cout<<" Son1进程处于等待状态,"<<endl;if(Son2_lag==true)cout<<" Son2进程处于等待状态, "<<endl;if(Daughter1_lag==true)cout<<" Daughter1进程处于等待状态,"<<endl;if(Daughter2_lag==true)cout<<" Daughter2进程处于等待状态,"<<endl;if(((Father_lag==false)&&(Mother_lag==false)&&(Son1_lag==false)&&(Son2_lag==false)&& (Daughter1_lag==false)&&(Daughter2_lag==false))!=true)cout<<endl;}void Father() //Father进程{apple++;Print();void Mother() //Mother进程{orange++;Print();}void Son1() //Son1进程{orange--;Print();}void Son2() //Son2进程{orange--;Print();}void Daughter1() //Daughter1进程{apple--;Print();}void Daughter2() //Daughter2进程{apple--;Print();}void main(){int i;int Plate_Size;//水果数量int MonFa_c;//用于爸爸妈妈等待次序的区别int Son_a;//用于两个儿子等待次序的区别int daughter_b;//用于两个女儿等待次序的区别int k;//产生进程调用的数量srand((unsigned)time(NULL));//srand()函数产生一个以当前时间开始的随机种子for(k=0;k<10;k++){cout<<endl;cout<<"***********************************"<<"第"<<k+1<<"次操作"<<"***********************************"<<endl;i=rand()%6; //随进生成1-5.Plate_Size=apple+orange;switch(i){case 0:cout<<" Father调用."<<endl;if(Plate_Size==2){Father_lag=true;//Father()等待Print();if(Mother_lag==false)MonFa_c=1;}else{Father();if((Daughter1_lag==true)&&(Daughter2_lag==true)){if(Daughter_b==1){Daughter1_lag=false;//Daughter1等待取消cout<<" 处于等待的Daughter1自动被调用"<<endl;Daughter1(); //处于等待的Daughter1自动调用Daughter_b=2;}else{Daughter2_lag=false;//Daughter2等待取消cout<<" 处于等待的Daughter2自动被调用"<<endl;Daughter2(); //处于等待的Daughter2()自动调用Daughter_b=1;}}else{if(Daughter1_lag==true){Daughter1_lag=false;//Daughter1等待取消cout<<" 处于等待的Daughter1自动被调用"<<endl;Daughter1(); //处于等待的Daughter1()自动调用Daughter_b=0;}else if(Daughter2_lag==true)Daughter2_lag=false;//Daughter2等待取消cout<<" 处于等待的Daughter1自动被调用"<<endl;Daughter2(); //处于等待的Daughter2()自动调用Daughter_b=0;}}}break;case 1:cout<<" Mother调用."<<endl;if(Plate_Size==2){Mother_lag=true; //等待Print();if(Father_lag==false)MonFa_c=2;}else{Mother();if((Son1_lag==true)&&(Son2_lag==true)){if(Son_a==1){Son1_lag=false;//Son1等待取消cout<<" 处于等待的Son1自动被调用"<<endl;Son1(); //处于等待的Son1()自动调用Son_a=2;}else{Son2_lag=false;//Son2等待取消cout<<" 处于等待的Son2自动被调用"<<endl;Son2(); //处于等待的Son2()自动调用Son_a=1;}}else{if(Son1_lag==true)Son1_lag=false; //Son1等待取消cout<<" 处于等待的Son1自动被调用"<<endl;Son1(); //处于等待的Son1()自动调用Son_a=0;}else if(Son2_lag==true){Son2_lag=false; //Son2等待取消cout<<" 处于等待的Son2自动被调用"<<endl;Son2(); //处于等待的Son2()自动调用Son_a=0;}}}break;case 2:cout<<" Son1调用."<<endl;if(orange==0){Son1_lag=true; //Son1处于等待Print();if(Son2_lag==false)Son_a=1; //用于判断Son1和Son2等待的先后性}else{Son1();if((Father_lag==true)&&(Mother_lag==true)){if(MonFa_c==1) //Father和Mother同时处于等待，但Father先等待，因此先调用{Father_lag=false;cout<<" 处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=2;}else //Father和Mother同时处于等待，但Mother先等待，因此先调用{Mother_lag=false;cout<<" 处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=1;}}else{if(Father_lag==true) //只有Father处于等待，调用{Father_lag=false;cout<<" 处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=0;}else if(Mother_lag==true)//只有Mother处于等待，调用{Mother_lag=false;cout<<" 处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=0;}}}break;case 3:cout<<" Son2调用."<<endl;if(orange==0){Son2_lag=true; //Son2处于等待Print();if(Son1_lag==false)Son_a=2;}else{Son2();if((Father_lag==true)&&(Mother_lag==true)){if(MonFa_c==1)//Father和Mother同时处于等待，但Father先等待，因此先调用{Father_lag=false;cout<<" 处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=2;}else //Father和Mother同时处于等待，但Mother先等待，因此先调用{Mother_lag=false;cout<<" 处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=1;}}else{if(Father_lag==true) //只有Father处于等待，调用{Father_lag=false;cout<<" 处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=0;}else if(Mother_lag==true) //只有Mother处于等待，调用{Mother_lag=false;cout<<" 处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=0;}}}break;case 4:cout<<" Daughter1调用."<<endl;if(apple==0){Daughter1_lag=true; //Daughter1等待Print();if(Daughter2_lag==false)Daughter_b=1;}else{Daughter1();if((Father_lag==true)&&(Mother_lag==true)){if(MonFa_c==1) //Father和Mother同时处于等待，但Father先{ //等待，因此先调用Father_lag=false;cout<<" 处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=2;}else //Father和Mother同时处于等待，但Mother先等待，因此先调用{Mother_lag=false;cout<<" 处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=1;}}else{if(Father_lag==true) //只有Father处于等待，调用{Father_lag=false;cout<<" 处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=0;}else if(Mother_lag==true) //只有Mother处于等待，调用{Mother_lag=false;cout<<" 处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=0;}}}break;case 5:cout<<" Daughter2调用."<<endl;if(apple==0){Daughter2_lag=true; //Daughter2等待Print();if(Daughter1_lag==false)Daughter_b=2;}else{Daughter2();if((Father_lag==true)&&(Mother_lag==true)){if(MonFa_c==1) //Father和Mother同时处于等待，但Father先等待，因此先调用{Father_lag=false;cout<<" 处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=2;}else //Father和Mother同时处于等待，但Mother先等待，因此先调用{ Mother_lag=false;cout<<" 处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=1;}}else{if(Father_lag==true) //只有Father处于等待，调用{ Father_lag=false;cout<<" 处于等待的Father自动被调用"<<endl;Father();MonFa_c=0;}else if(Mother_lag==true) //只有Mother处于等待，调用{ Mother_lag=false;cout<<" 处于等待的Mother自动被调用"<<endl;Mother();MonFa_c=0;}}}break;}}}1.5提交结果框图由于程序是模拟产生10次随机的操作，执行相应的函数来模拟进程同步。