【多线程】1116. 打印零与奇偶数

 

1116. 打印零与奇偶数 - 力扣（LeetCode）

 

结合  这个题目，【多线程】---1115. 交替打印 FooBar - He_LiangLiang - 博客园 ，来理解 条件变量  condition_variable 的用法。

以及  cv.wait(lock, [&](){  some contition; });  这里 wait 的用法；

wait 的时候，锁被释放了，程序阻塞了。

 

思路

参考了其他人的题解来解答的。、

1.在 zero, even, odd 里面写for循环来打印（最初不明白这点，参考了题解之后才明白）

解题过程

2.定义状态枚举类型（当时 奇偶状态定义反了，导致了死锁）

3.如果用notify_one， 会有死锁； 必须用 notify_all

复杂度

• 时间复杂度: O(∗)O(*)O(∗)

• 空间复杂度: O(∗)O(*)O(∗)

class ZeroEvenOdd {
private:
    typedef enum STATE{
        STATE_0 = 0,
        STATE_ODD, // 奇数
        STATE_0_0,
        STATE_EVEN, // 偶数
    }THREAD_STATE;
    int n;
    std::mutex  mtx;
    condition_variable cv;
    THREAD_STATE m_state=STATE_0;
    std::atomic<int> m_number {0};
public:
    ZeroEvenOdd(int n) {
        this->n = n;
    }

    // printNumber(x) outputs "x", where x is an integer.
    void zero(function<void(int)> printNumber) {        
        for(int i=1; i<=n; ++i){
            unique_lock<mutex> lock(mtx);
            cv.wait(lock, [&](){return (m_state == STATE_0 || m_state == STATE_0_0);});        
            //printf("zero i:%d\n", 0);
            printNumber(0);
            if(m_state == STATE_0){
                m_state = STATE_ODD;
            }
            if(m_state == STATE_0_0){
                m_state = STATE_EVEN;
            }
            cv.notify_all();
        }
    }

    // 偶数
    void even(function<void(int)> printNumber) {
        for(int i=2; i<=n; i+=2){
            unique_lock<mutex> lock(mtx);
            cv.wait(lock, [&](){return (m_state == STATE_EVEN);});              
           // printf("even i:%d\n", i);
            m_state = STATE_0;
            printNumber(i);
            cv.notify_all();
        }
    }

    // 奇数
    void odd(function<void(int)> printNumber) {
        for(int i=1; i<=n; i+=2){            
            unique_lock<mutex> lock(mtx);
            cv.wait(lock, [&](){return (m_state == STATE_ODD);});       
            //printf("odd i:%d\n", i);       
            m_state = STATE_0_0;
            printNumber(i);
            cv.notify_all();
        }
    }
};

作者：Henry
链接：https://leetcode.cn/problems/print-zero-even-odd/solutions/2984763/duo-xian-cheng-1116-da-yin-ling-yu-qi-ou-69d8/
来源：力扣（LeetCode）
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在C++的多线程编程中，std::condition_variable 的 wait 方法用于阻塞当前线程，直到某个条件被满足（即提供的谓词函数返回 true）或者发生虚假唤醒（spurious wakeup）。这个方法接受两个参数：一个 std::unique_lock<std::mutex> 对象和一个谓词函数（通常是一个 lambda 表达式或函数对象）。

对于你的代码片段：

cv.wait(lock, [&](){return (m_state == STATE_EVEN);});

 

这里发生的事情是：

1. 阻塞：如果谓词函数（[&](){return (m_state == STATE_EVEN);}）返回 false，则当前线程会被阻塞，并且与 wait 方法关联的 std::unique_lock<std::mutex>（即 lock）会自动释放其持有的锁。这是为了确保其他线程可以获得锁并修改 m_state 的值，从而可能使谓词函数在将来返回 true。

2. 锁释放：当线程被阻塞时，lock 关联的锁会被释放。这是 std::condition_variable::wait 方法的一个重要特性，它允许其他线程在不被阻塞的情况下访问共享数据。

3. 唤醒和重新获取锁：一旦其他线程修改了 m_state 的值，并且调用了 cv.notify_one() 或 cv.notify_all() 来唤醒等待的线程，被阻塞的线程会被唤醒，并尝试重新获取之前释放的锁。一旦锁被成功获取，线程会继续执行 wait 方法之后的代码。

4. 条件检查：在被唤醒并重新获取锁之后，wait 方法会再次检查谓词函数。如果谓词函数仍然返回 false（这通常不应该发生，除非发生了虚假唤醒），线程会再次被阻塞并释放锁。这个过程会一直重复，直到谓词函数返回 true。

因此，

• 如果谓词函数返回 false，则线程会被阻塞。
• 在线程被阻塞之前，lock 关联的锁会被释放。