Leetcode:打印零与奇偶数---Condition

打印零与奇偶数

假设有这么一个类：

class ZeroEvenOdd {
  public ZeroEvenOdd(int n) { ... }      // 构造函数
  public void zero(printNumber) { ... }  // 仅打印出 0
  public void even(printNumber) { ... }  // 仅打印出 偶数
  public void odd(printNumber) { ... }   // 仅打印出 奇数
}

相同的一个 eroEvenOdd 类实例将会传递给三个不同的线程：

线程 A 将调用 zero()，它只输出 0 。
线程 B 将调用 even()，它只输出偶数。
线程 C 将调用 odd()，它只输出奇数。
每个线程都有一个 printNumber 方法来输出一个整数。请修改给出的代码以输出整数序列 010203040506… ，其中序列的长度必须为 2n。

示例 1：

输入：n = 2
输出：“0102”
说明：三条线程异步执行，其中一个调用 zero()，另一个线程调用 even()，最后一个线程调用odd()。正确的输出为 “0102”。

示例 2：

输入：n = 5
输出：“0102030405”

题目分析

• 有三个线程执行三个方法
• zero()方法输出0，个数和n相同
• even()输出偶数,个数为n/2
• odd()输出奇数，个数为(n+1)/2
• 使用condition ,num,lock变量
• 当num = 0时调用zero()方法，num=1时调用odd()方法，num =2时调用even()方法
• 在各自的方法中采用个数循环打印即可

具体代码如下:

package leetcode;

import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.function.IntConsumer;

/**************************************************************
 * 描述:
 *    相同的一个 ZeroEvenOdd 类实例将会传递给三个不同的线程：
 *    线程 A 将调用 zero()，它只输出 0 。
 *    线程 B 将调用 even()，它只输出偶数。
 *    线程 C 将调用 odd()，它只输出奇数。
 *    每个线程都有一个 printNumber 方法来输出一个整数。请
 *    修改给出的代码以输出整数序列 010203040506... ，其中序列的长度必须为 2n。   
 *
 * @author zhusy 2020-07-03 10:21
 *
 **************************************************************/
public class ZeroEvenOdd {
    private  int n;
    private Lock lock = new ReentrantLock();
    private Condition conditionZero = lock.newCondition();
    private Condition conditionEven = lock.newCondition();
    private Condition conditionOdd = lock.newCondition();
    int  num = 0;

    public ZeroEvenOdd(int n) {
        this.n = n;
    }

    // printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
    public void zero(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                if (num != 0) {
                    conditionZero.await();
                }
                printNumber.accept(num);
                if (i % 2 != 0) {
                    num = 2;
                    conditionEven.signal();
                } else {
                    num = 1;
                    conditionOdd.signal();
                }
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public void even(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            for (int i = 0; i < n/2; i++) {
                if (num != 2) {
                    conditionEven.await();
                }
                printNumber.accept(i*2+2);
                num = 0;
                conditionZero.signal();
            }

        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

    public void odd(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        lock.lock();
        try {
            for (int i = 0; i < (n+1)/2; i++) {
                if (num != 1) {
                    conditionOdd.await();
                }
                printNumber.accept(i*2+1);
                num = 0;
                conditionZero.signal();
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ZeroEvenOdd zeroEvenOdd = new ZeroEvenOdd(4);
        new Thread(()->{
            try {
                zeroEvenOdd.zero(v-> System.out.println(v));
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        },"zero").start();
        new Thread(()->{
            try {
                zeroEvenOdd.even(v-> System.out.println(v));
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        },"even").start();
        new Thread(()->{
            try {
                zeroEvenOdd.odd(v-> System.out.println(v));
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        },"odd").start();
    }

}

除了使用Condition方法外，也可以使用Semaphore的方式实现，实现思路和Condition大致一样

代码如下

package leetcode;

import java.util.concurrent.Semaphore;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;
import java.util.function.IntConsumer;

/**************************************************************
 * 描述:
 *    相同的一个 ZeroEvenOdd 类实例将会传递给三个不同的线程：
 *    线程 A 将调用 zero()，它只输出 0 。
 *    线程 B 将调用 even()，它只输出偶数。
 *    线程 C 将调用 odd()，它只输出奇数。
 *    每个线程都有一个 printNumber 方法来输出一个整数。请
 *    修改给出的代码以输出整数序列 010203040506... ，其中序列的长度必须为 2n。   
 *
 * @author zhusy 2020-07-03 10:21
 *
 **************************************************************/
public class ZeroEvenOdd2 {
    private  int n;
    private Semaphore semaphorezero = new Semaphore(1);
    private Semaphore semaphoreeven = new Semaphore(0);
    private Semaphore semaphoreodd = new Semaphore(0);
    public ZeroEvenOdd2(int n) {
        this.n = n;
    }

    // printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
    public void zero(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            semaphorezero.acquire();
            printNumber.accept(0);
            if (i % 2 != 0) {
                semaphoreeven.release();
            } else {
                semaphoreodd.release();
            }
        }
    }

    public void even(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < n/2; i++) {
            semaphoreeven.acquire();
            printNumber.accept(i*2+2);
            semaphorezero.release();
        }


    }

    public void odd(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for (int i = 0; i < (n+1)/2; i++) {
            semaphoreodd.acquire();
            printNumber.accept(i*2+1);
            semaphorezero.release();

        }

    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        ZeroEvenOdd2 zeroEvenOdd = new ZeroEvenOdd2(4);
        new Thread(()->{
            try {
                zeroEvenOdd.zero(v-> System.out.println(v));
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        },"zero").start();
        new Thread(()->{
            try {
                zeroEvenOdd.even(v-> System.out.println(v));
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        },"even").start();
        new Thread(()->{
            try {
                zeroEvenOdd.odd(v-> System.out.println(v));
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        },"odd").start();
    }

}