LeetCode 1115. 交替打印FooBar【互斥量、条件变量】

ゝ一纸荒年。 2022-12-19 13:17 120阅读 0赞

#### [1115. 交替打印FooBar][1115. _FooBar] ####

**题意：**

> 我们提供一个类：
> 
>     class FooBar { 
>       public void foo() { 
>         for (int i = 0; i < n; i++) { 
>           print("foo");
>         }
>       }
>     
>       public void bar() { 
>         for (int i = 0; i < n; i++) { 
>           print("bar");
>         }
>       }
>     }
> 
> 两个不同的线程将会共用一个 FooBar 实例。其中一个线程将会调用 foo() 方法，另一个线程将会调用 bar() 方法。
> 
> 请设计修改程序，以确保 “foobar” 被输出 n 次。

**思路一：**

> 通过两个互斥量A和B来实现，初始将B lock，执行foo（）时将A lock，输出后将B unlock；执行bar时将B lock，输出后将A unlock，即可实现交替打印功能。但有不足，即同一个mutex被不同的线程使用可能会造成死锁。

**Code：**

class FooBar { 
    private:
        int n;
    
    public:
        mutex mtx1, mtx2;
        FooBar(int n)  { 
            this->n = n;
            mtx2.lock();
        }
        
        void foo(function<void()> printFoo) { 
            for (int i = 0; i < n; i++) { 
                mtx1.lock();
            	// printFoo() outputs "foo". Do not change or remove this line.
            	printFoo();
                mtx2.unlock();
            }
        }
    
        void bar(function<void()> printBar) { 
            
            for (int i = 0; i < n; i++) { 
                mtx2.lock();
            	// printBar() outputs "bar". Do not change or remove this line.
            	printBar();
                mtx1.unlock();
            }
        }
    };

**思路二：**

> 通过条件变量+互斥量来完成。定义一个访问变量flag，当其为false时允许foo打印，为true时允许bar打印。

**Code：**

class FooBar { 
    private:
        int n;
        bool flag;
    public:
        mutex mtx;
        condition_variable cv; //定义一个条件变量
        FooBar(int n)  { 
            this->n = n;
            this->flag = false;
        }
        
        void foo(function<void()> printFoo) { 
            unique_lock<mutex> lk(mtx);
            for (int i = 0; i < n; i++) { 
               cv.wait(lk, [this]{ return flag == false;}); //等待flag为false
            	// printFoo() outputs "foo". Do not change or remove this line.
            	printFoo();
                this->flag = true; 
                cv.notify_one(); //唤醒bar线程
            }
        }
    
        void bar(function<void()> printBar) { 
             unique_lock<mutex> lk(mtx);
            for (int i = 0; i < n; i++) { 
                cv.wait(lk, [this]{ return flag == true;});
            	// printBar() outputs "bar". Do not change or remove this line.
            	printBar();
                this->flag = false;
                cv.notify_one();
            }
        }
    };

[1115. _FooBar]: https://leetcode-cn.com/problems/print-foobar-alternately/