LC1116.打印零与奇偶数

1116. 打印零与奇偶数

题目

现有函数 printNumber 可以用一个整数参数调用，并输出该整数到控制台。

• 例如，调用 printNumber(7) 将会输出 7 到控制台。

给你类 ZeroEvenOdd 的一个实例，该类中有三个函数：zero、even 和 odd 。ZeroEvenOdd 的相同实例将会传递给三个不同线程：

• **线程 A：**调用 zero() ，只输出 0
• **线程 B：**调用 even() ，只输出偶数
• **线程 C：**调用 odd() ，只输出奇数

修改给出的类，以输出序列 "010203040506..." ，其中序列的长度必须为 2n 。

实现 ZeroEvenOdd 类：

• ZeroEvenOdd(int n) 用数字 n 初始化对象，表示需要输出的数。
• void zero(printNumber) 调用 printNumber 以输出一个 0 。
• void even(printNumber) 调用printNumber 以输出偶数。
• void odd(printNumber) 调用 printNumber 以输出奇数。

示例 1：

输入：n = 2
输出："0102"
解释：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"

提示：

• 1 <= n <= 1000

思路

zero、even 和 odd 之间是同步关系，可以使用信号量来解决。

• 信号量 s1：zero 打印完成，初始值为 0
• 信号量 s2：odd 打印完成，初始值为 0
• 信号量 s3：even 打印完成，初始值为 0

开始时，先打印数字零再打印其他数字，所以在构造函数中，要先释放 s1。

public ZeroEvenOdd(int n) {
  this.n = n;
  s1.release();
}

在 zero 函数中，打印数字零之前要先获取 s1，数字零打印完成后，要判断下一个数字是奇数还是偶数，奇数要释放 s2，偶数要释放 s3。

s1.acquire();
printNumber.accept(0);
if (i % 2 == 1) {
    // 奇数
    s2.release();
} else {
    // 偶数
    s3.release();
}

odd 和 even 函数类似，打印数字之前，先尝试获取对应的信号量，打印完成后，释放 s1。

if (i % 2 == 0) {
    s3.acquire();
    printNumber.accept(i);
    s1.release();
}

if (i % 2 == 1) {
  s2.acquire();
  printNumber.accept(i);
  s1.release();
}

代码

class ZeroEvenOdd {
    private int n;
    private Semaphore s1 = new Semaphore(0);
    private Semaphore s2 = new Semaphore(0);
    private Semaphore s3 = new Semaphore(0);
    
    public ZeroEvenOdd(int n) {
        this.n = n;
        s1.release();
    }

    // printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
    public void zero(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            s1.acquire();
            printNumber.accept(0);
            if (i % 2 == 1) {
                // 奇数
                s2.release();
            } else {
                // 偶数
                s3.release();
            }
        }   
    }

    public void even(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            if (i % 2 == 0) {
                s3.acquire();
                printNumber.accept(i);
                s1.release();
            }
        }
    }

    public void odd(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            if (i % 2 == 1) {
                s2.acquire();
                printNumber.accept(i);
                s1.release();
            }
        }
    }
}