1279 红绿灯路口

题目描述：
这是两条路的交叉路口。第一条路是 A 路，车辆可沿 1 号方向由北向南行驶，也可沿 2 号方向由南向北行驶。第二条路是 B 路，车辆可沿 3 号方向由西向东行驶，也可沿 4 号方向由东向西行驶。

每条路在路口前都有一个红绿灯。红绿灯可以亮起红灯或绿灯。

绿灯表示两个方向的车辆都可通过路口。
红灯表示两个方向的车辆都不可以通过路口，必须等待绿灯亮起。
两条路上的红绿灯不可以同时为绿灯。这意味着，当 A 路上的绿灯亮起时，B 路上的红灯会亮起；当 B 路上的绿灯亮起时，A 路上的红灯会亮起.

开始时，A 路上的绿灯亮起，B 路上的红灯亮起。当一条路上的绿灯亮起时，所有车辆都可以从任意两个方向通过路口，直到另一条路上的绿灯亮起。不同路上的车辆不可以同时通过路口。

给这个路口设计一个没有死锁的红绿灯控制系统。

实现函数 void carArrived(carId, roadId, direction, turnGreen, crossCar) :

carId 为到达车辆的编号。
roadId 为车辆所在道路的编号。
direction 为车辆的行进方向。
turnGreen 是一个函数，调用此函数会使当前道路上的绿灯亮起。
crossCar 是一个函数，调用此函数会允许车辆通过路口。
当你的答案避免了车辆在路口出现死锁，此答案会被认定为正确的。当路口已经亮起绿灯时仍打开绿灯，此答案会被认定为错误的。

示例 1:
输入: cars = [1,3,5,2,4], directions = [2,1,2,4,3], arrivalTimes = [10,20,30,40,50]
输出: [
“Car 1 Has Passed Road A In Direction 2”, // A 路上的红绿灯为绿色，1 号车可通过路口。
“Car 3 Has Passed Road A In Direction 1”, // 红绿灯仍为绿色，3 号车通过路口。
“Car 5 Has Passed Road A In Direction 2”, // 红绿灯仍为绿色，5 号车通过路口。
“Traffic Light On Road B Is Green”, // 2 号车在 B 路请求绿灯。
“Car 2 Has Passed Road B In Direction 4”, // B 路上的绿灯现已亮起，2 号车通过路口。
“Car 4 Has Passed Road B In Direction 3” // 红绿灯仍为绿色，4 号车通过路口。
]

示例 2:
输入: cars = [1,2,3,4,5], directions = [2,4,3,3,1], arrivalTimes = [10,20,30,40,40]
输出: [
“Car 1 Has Passed Road A In Direction 2”, // A 路上的红绿灯为绿色，1 号车可通过路口。
“Traffic Light On Road B Is Green”, // 2 号车在 B 路请求绿灯。
“Car 2 Has Passed Road B In Direction 4”, // B 路上的绿灯现已亮起，2 号车通过路口。
“Car 3 Has Passed Road B In Direction 3”, // B 路上的绿灯现已亮起，3 号车通过路口。
“Traffic Light On Road A Is Green”, // 5 号车在 A 路请求绿灯。
“Car 5 Has Passed Road A In Direction 1”, // A 路上的绿灯现已亮起，5 号车通过路口。
“Traffic Light On Road B Is Green”, // 4 号车在 B 路请求绿灯。4 号车在路口等灯，直到 5 号车通过路口，B 路的绿灯亮起。
“Car 4 Has Passed Road B In Direction 3” // B 路上的绿灯现已亮起，4 号车通过路口。
]
解释: 这是一个无死锁的方案。注意，在 A 路上的绿灯亮起、5 号车通过前让 4 号车通过，也是一个正确且可被接受的方案。

提示：
1 <= cars.length <= 20
cars.length = directions.length
cars.length = arrivalTimes.length
cars 中的所有值都是唯一的。
1 <= directions[i] <= 4
arrivalTimes 是非递减的。

方法1：使用信号量
主要思路：
（1）使用信号量保证对路口的拥有，并使用变量flag标识当前的路径之前是否为green的路径，若不是，则需要调用truegreen函数，改变路灯为绿灯，同时调整flag为当前路径（因为当前路径为green）；
（2）当当前车通过后，将拥有权先释放；

#include<semaphore.h>
class TrafficLight {public:sem_t sem;int flag;//标识为绿灯的路径号TrafficLight() {flag=1;sem_init(&sem,0,1);}void carArrived(int carId,                   // ID of the carint roadId,                  // ID of the road the car travels on. Can be 1 (road A) or 2 (road B)int direction,               // Direction of the carfunction<void()> turnGreen,  // Use turnGreen() to turn light to green on current roadfunction<void()> crossCar    // Use crossCar() to make car cross the intersection) {sem_wait(&sem);//先尝试获得拥有路口的权利//若当前路径不是之前为绿灯的路径，则调整路灯和路径if(flag!=roadId){turnGreen();flag=3-flag;}crossCar();sem_post(&sem);//释放拥有权}
};

方法2：使用互斥量
主要思路：
（1）这里由于信号量的初始值是1，则可以直接使用互斥量代替信号量；

#include<pthread.h>
class TrafficLight {public:pthread_mutex_t mutex;int flag;TrafficLight() {flag=1;pthread_mutex_init(&mutex,0);}void carArrived(int carId,                   // ID of the carint roadId,                  // ID of the road the car travels on. Can be 1 (road A) or 2 (road B)int direction,               // Direction of the carfunction<void()> turnGreen,  // Use turnGreen() to turn light to green on current roadfunction<void()> crossCar    // Use crossCar() to make car cross the intersection) {pthread_mutex_lock(&mutex);if(flag!=roadId){turnGreen();flag=3-flag;}crossCar();pthread_mutex_unlock(&mutex);}
};

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