C++　マルチスレッド

C++で,マルチスレッドを用いて以下の問を解くプログラムを教えてください.
マルチスレッドは理論はわかるのですがコーディングの仕方が全然わからなくて困っています.
ネットで調べても無駄に難解なコードしか出てきません. 投げやりかもしれませんが,どなたかにこの問題の解法を解いてほしいです. それを基に勉強したいと思っています...
↓
AさんとBさんの初期位置は自宅で、店にはリンゴが100個あります.
リンゴが完売した時点でプログラムは終了です.
最終的にAさんとBさんはそれぞれ何個のリンゴを購入しましたか?

Aさん
・家からの店への片道時間(帰りも同じ)　1秒
・自宅での荷降ろし　3秒
・八百屋での店員とのやり取り　1秒
・一度に購入できるりんごの個数　5個
Bさん
・家からの店への片道時間(帰りも同じ)　2秒
・自宅での荷降ろし　1秒
・八百屋での店員とのやり取り　2秒
・一度に購入できるりんごの個数　3個
店員
・客は1人ずつしか対応できない
・店にはりんごが100個ある

ちなみに手動で解いたらAさん64個,Bさん36個でした

00_x9925

2020/06/11 14:56

まあ,そりゃそういわれますよね.... でしたらマルチスレッドの設計法が分かりやすく説明されているサイトとか,どなたかご存じないですか?

yohhoy

2020/06/11 15:33

マルチスレッド処理プログラミングの難しさの本質は、実装に用いるプログラミング言語に依存しません。設計法が知りたいとのことでしたら、入門的な「Java言語で学ぶデザインパターン入門マルチスレッド編」https://www.hyuki.com/dp/dp2.html を紹介しておきます。

行動規範の内容に同意します

回答3件

ベストアンサー

こんにちは。

terateilがダウンしている間に作っていたら、あららepistemeさんが既に回答されてました。
ま、せっかく作ったので回答します。
素直に待っているとだるいので100倍に加速してます。

C++
1#include <thread>
2#include <mutex>
3#include <atomic>
4#include <chrono>
5#include <algorithm>
6#include <iostream>
7
8void sleep(int sec)
9{
10    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(sec*10));
11}
12
13int main()
14{
15    int a=0;
16    int b=0;
17
18    {
19        std::atomic_int apple=100;
20
21        std::mutex mutex;
22
23        // Aさん
24        std::thread therad_a(
25            [&]()
26            {
27                while(0 < apple)
28                {
29                    sleep(1);       // 店へ向かう
30                    {
31                        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
32                        sleep(1);   // りんご購入
33                        int buy=std::min(5, static_cast<int>(apple));
34                        apple -= buy;
35                        a += buy;
36                    }
37                    sleep(1);       // 店から帰る
38                    sleep(3);       // 荷物を降ろす
39                }
40            });
41
42
43        // Bさん
44        std::thread therad_b(
45            [&]()
46            {
47                while(0 < apple)
48                {
49                    sleep(2);       // 店へ向かう
50                    {
51                        std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
52                        sleep(2);   // りんご購入
53                        int buy=std::min(3, static_cast<int>(apple));
54                        apple -= buy;
55                        b += buy;
56                    }
57                    sleep(2);       // 店から帰る
58                    sleep(1);       // 荷物を降ろす
59                }
60            });
61        therad_a.join();
62        therad_b.join();
63    }
64 
65    std::cout << "a=" << a << "\n";
66    std::cout << "b=" << b << "\n";
67}

投稿2020/06/11 17:18

総合スコア23272

2020/06/12 00:46

appleは std::atomic<int> にでもしておかないと、（仕様上は）データ競合を起こしますね。

episteme

2020/06/12 05:45

BA横取りされた! www

Chironian

2020/06/12 09:28

yohhoyさん mutexで保護しているつもりががが、while(0 < apple)で漏れてました。まぁ、ダメな処理系はほとんどないとは思いますが、超嫌なバグ回避のためにはatomic化しておくのが安心ですね。 epistemeさんあうあ。ごめんなさい。

行動規範の内容に同意します

リアルタイムにリンゴの買い出しさせてみた。

C++
1#include <iostream>
2#include <future>
3#include <mutex>
4#include <chrono>
5#include <atomic>
6
7int main(void) {
8  using namespace std;
9  using namespace std::chrono;
10
11  mutex mtx;
12  /* 修正: int→atomic<int>
13     read時にmutexで排他してないので。
14     int値のreadは実質atomicに行われるだろうから"まず"大丈夫なんだろけど念のため */
15  atomic<int> shop_apple = 100; 
16
17  future<int> A = async([&]() -> int {
18    int apple = 0;
19    while ( shop_apple > 0 ) {
20      cout << "A 家からの店への片道時間(帰りも同じ)　1秒\n"; this_thread::sleep_for(seconds(1));
21      mtx.lock();
22      cout << "A 八百屋での店員とのやり取り　1秒\n"; this_thread::sleep_for(seconds(1));
23      // 一度に購入できるりんごの個数　5個
24      if ( shop_apple >= 5 ) {
25        apple += 5;
26        shop_apple -= 5;
27      } else {
28        apple += shop_apple;
29        shop_apple = 0;
30      }
31      mtx.unlock();
32      cout << "A 家からの店への片道時間(帰りも同じ)　1秒\n"; this_thread::sleep_for(seconds(1));
33      cout << "A 自宅での荷降ろし　3秒\n"; this_thread::sleep_for(seconds(3));
34    }
35    return apple;
36  });
37
38  future<int> B = async([&]() -> int {
39    int apple = 0;
40    while (shop_apple > 0) {
41      cout << "B 家からの店への片道時間(帰りも同じ)　2秒\n"; this_thread::sleep_for(seconds(2));
42      mtx.lock();
43      cout << "B 八百屋での店員とのやり取り　2秒\n"; this_thread::sleep_for(seconds(2));
44      // 一度に購入できるりんごの個数　3個
45      if (shop_apple >= 3) {
46        apple += 3;
47        shop_apple -= 3;
48      } else {
49        apple += shop_apple;
50        shop_apple = 0;
51      }
52      mtx.unlock();
53      cout << "B 家からの店への片道時間(帰りも同じ)　2秒\n"; this_thread::sleep_for(seconds(2));
54      cout << "B 自宅での荷降ろし　1秒\n"; this_thread::sleep_for(seconds(1));
55    }
56    return apple;
57  });
58
59  int A_apple = A.get();
60  int B_apple = B.get();
61  cout << endl;
62  cout << "Aさんは " << A_apple << "個のリンゴを買いました\n"; 
63  cout << "Bさんは " << B_apple << "個のリンゴを買いました\n";
64
65}