Python实现哲学家就餐问题

2024-01-15 03:48

本文主要是介绍Python实现哲学家就餐问题,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

哲学家就餐问题:

哲学家就餐问题是典型的同步问题,该问题描述的是五个哲学家共用一张圆桌,分别坐在五张椅子上,在圆桌上有五个盘子和五个叉子(如下图),他们的生活方式是交替的进行思考和进餐,思考时不能用餐,用餐时不能思考。平时,一个哲学家进行思考,饥饿时便试图用餐,只有在他同时拿到他的盘子左右两边的两个叉子时才能进餐。进餐完毕后,他会放下叉子继续思考。请写出代码来解决如上的哲学家就餐问题,要求代码返回“当每个哲学家分别需要进食 n 次”时这五位哲学家具体的行为记录。

测试用例:

输入:n = 1 (1<=n<=60,n 表示每个哲学家需要进餐的次数。)

预期输出:

[[4,2,1],[4,1,1],[0,1,1],[2,2,1],[2,1,1],[2,0,3],[2,1,2],[2,2,2],[4,0,3],[4,1,2],[0,2,1],[4,2,2],[3,2,1],[3,1,1],[0,0,3],[0,1,2],[0,2,2],[1,2,1],[1,1,1],[3,0,3],[3,1,2],[3,2,2],[1,0,3],[1,1,2],[1,2,2]]

思路:

输出列表中的每一个子列表描述了某个哲学家的具体行为,它的格式如下:
output[i] = [a, b, c] (3 个整数)

  • a 哲学家编号。
  • b 指定叉子:{1 : 左边, 2 : 右边}.
  • c 指定行为:{1 : 拿起, 2 : 放下, 3 : 吃面}。
    如 [4,2,1] 表示 4 号哲学家拿起了右边的叉子。所有自列表组合起来,就完整描述了“当每个哲学家分别需要进食 n 次”时这五位哲学家具体的行为记录。

代码实现

import queue
import threading
import time
import randomclass CountDownLatch:def __init__(self, count):self.count = countself.condition = threading.Condition()def wait(self):try:self.condition.acquire()while self.count > 0:self.condition.wait()finally:self.condition.release()def count_down(self):try:self.condition.acquire()self.count -= 1self.condition.notifyAll()finally:self.condition.release()class DiningPhilosophers(threading.Thread):def __init__(self, philosopher_number, left_fork, right_fork, operate_queue, count_latch):super().__init__()self.philosopher_number = philosopher_numberself.left_fork = left_forkself.right_fork = right_forkself.operate_queue = operate_queueself.count_latch = count_latchdef eat(self):time.sleep(0.01)self.operate_queue.put([self.philosopher_number, 0, 3])def think(self):time.sleep(random.random())def pick_left_fork(self):self.operate_queue.put([self.philosopher_number, 1, 1])def pick_right_fork(self):self.operate_queue.put([self.philosopher_number, 2, 1])def put_left_fork(self):self.left_fork.release()self.operate_queue.put([self.philosopher_number, 1, 2])def put_right_fork(self):self.right_fork.release()self.operate_queue.put([self.philosopher_number, 2, 2])def run(self):while True:left = self.left_fork.acquire(blocking=False)right = self.right_fork.acquire(blocking=False)if left and right:self.pick_left_fork()self.pick_right_fork()self.eat()self.put_left_fork()self.put_right_fork()breakelif left and not right:self.left_fork.release()elif right and not left:self.right_fork.release()else:time.sleep(0.01)print(str(self.philosopher_number) + ' count_down')self.count_latch.count_down()if __name__ == '__main__':operate_queue = queue.Queue()fork1 = threading.Lock()fork2 = threading.Lock()fork3 = threading.Lock()fork4 = threading.Lock()fork5 = threading.Lock()n = 1latch = CountDownLatch(5 * n)for _ in range(n):philosopher0 = DiningPhilosophers(0, fork5, fork1, operate_queue, latch)philosopher0.start()philosopher1 = DiningPhilosophers(1, fork1, fork2, operate_queue, latch)philosopher1.start()philosopher2 = DiningPhilosophers(2, fork2, fork3, operate_queue, latch)philosopher2.start()philosopher3 = DiningPhilosophers(3, fork3, fork4, operate_queue, latch)philosopher3.start()philosopher4 = DiningPhilosophers(4, fork4, fork5, operate_queue, latch)philosopher4.start()latch.wait()queue_list = []for i in range(5 * 5 * n):queue_list.append(operate_queue.get())print(queue_list)

 

这篇关于Python实现哲学家就餐问题的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/607553

相关文章

Windows环境下解决Matplotlib中文字体显示问题的详细教程

《Windows环境下解决Matplotlib中文字体显示问题的详细教程》本文详细介绍了在Windows下解决Matplotlib中文显示问题的方法,包括安装字体、更新缓存、配置文件设置及编码調整,并... 目录引言问题分析解决方案详解1. 检查系统已安装字体2. 手动添加中文字体(以SimHei为例)步骤

Spring StateMachine实现状态机使用示例详解

《SpringStateMachine实现状态机使用示例详解》本文介绍SpringStateMachine实现状态机的步骤,包括依赖导入、枚举定义、状态转移规则配置、上下文管理及服务调用示例,重点解... 目录什么是状态机使用示例什么是状态机状态机是计算机科学中的​​核心建模工具​​,用于描述对象在其生命

Spring Boot 结合 WxJava 实现文章上传微信公众号草稿箱与群发

《SpringBoot结合WxJava实现文章上传微信公众号草稿箱与群发》本文将详细介绍如何使用SpringBoot框架结合WxJava开发工具包,实现文章上传到微信公众号草稿箱以及群发功能,... 目录一、项目环境准备1.1 开发环境1.2 微信公众号准备二、Spring Boot 项目搭建2.1 创建

SpringSecurity整合redission序列化问题小结(最新整理)

《SpringSecurity整合redission序列化问题小结(最新整理)》文章详解SpringSecurity整合Redisson时的序列化问题,指出需排除官方Jackson依赖,通过自定义反序... 目录1. 前言2. Redission配置2.1 RedissonProperties2.2 Red

IntelliJ IDEA2025创建SpringBoot项目的实现步骤

《IntelliJIDEA2025创建SpringBoot项目的实现步骤》本文主要介绍了IntelliJIDEA2025创建SpringBoot项目的实现步骤,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家... 目录一、创建 Spring Boot 项目1. 新建项目2. 基础配置3. 选择依赖4. 生成项目5.

nginx 负载均衡配置及如何解决重复登录问题

《nginx负载均衡配置及如何解决重复登录问题》文章详解Nginx源码安装与Docker部署,介绍四层/七层代理区别及负载均衡策略,通过ip_hash解决重复登录问题,对nginx负载均衡配置及如何... 目录一:源码安装:1.配置编译参数2.编译3.编译安装 二,四层代理和七层代理区别1.二者混合使用举例

使用Python删除Excel中的行列和单元格示例详解

《使用Python删除Excel中的行列和单元格示例详解》在处理Excel数据时,删除不需要的行、列或单元格是一项常见且必要的操作,本文将使用Python脚本实现对Excel表格的高效自动化处理,感兴... 目录开发环境准备使用 python 删除 Excphpel 表格中的行删除特定行删除空白行删除含指定

Linux下删除乱码文件和目录的实现方式

《Linux下删除乱码文件和目录的实现方式》:本文主要介绍Linux下删除乱码文件和目录的实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录linux下删除乱码文件和目录方法1方法2总结Linux下删除乱码文件和目录方法1使用ls -i命令找到文件或目录

SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出

《SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot如何结果EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出功能,文中的示例代码讲解详细,... 目录安装处理自定义导出复杂场景1、列不固定,动态列2、动态下拉3、自定义锁定行/列,添加密码4、合并

mybatis执行insert返回id实现详解

《mybatis执行insert返回id实现详解》MyBatis插入操作默认返回受影响行数,需通过useGeneratedKeys+keyProperty或selectKey获取主键ID,确保主键为自... 目录 两种方式获取自增 ID:1. ​​useGeneratedKeys+keyProperty(推