LeetCode：打印零与奇偶数【1116】

题目描述

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 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。

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

　　我们在1115题的时候已经说明，如果线程之间存在前驱关系的话可以用信号量来解决。我们先分析以下线程间的执行顺序：

　　[打印0]——>[打印奇数]——>[打印0]——>[打印偶数]——>...

　　可见，结果是2*n个数字，其中有n个零，剩下的就是奇数和偶数对半。于本题来说打印0是优先分配资源进行执行的，打印奇数和偶数都是受限制的。优先执行的结束后释放受限执行的线程的资源，受限线程才可继续执行，所以设置odd和even的资源初始值（即信号量）为0，每当零打印完成后，按照打印顺序为受限线程释放资源。odd和even执行完成后，需要释放打印零的资源，使得循环继续。

　　一定要理解信号量，这是多线程编程的关键！！！

Java题解

import java.util.concurrent.*;

class ZeroEvenOdd {
    private int n;
    private Semaphore s,s1,s2;
    
    
    public ZeroEvenOdd(int n) {
        this.n = n;
        s = new Semaphore(1);
        s1 = new Semaphore(0);
        s2 = new Semaphore(0);
    }

    // printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
    public void zero(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for(int i=1;i<=n;i++)
        {
            s.acquire();
            printNumber.accept(0);
            if((i&1) == 0)
                s1.release();
            else
                s2.release();
        }
    }

    public void even(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for(int i=2;i<=n;i+=2)
        {
            s1.acquire();
            printNumber.accept(i);
            s.release();
        }
    }

    public void odd(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
       for(int i=1;i<=n;i+=2)
        {
            s2.acquire();
            printNumber.accept(i);
            s.release();
        }
    }
}