Das Problemspiel der spagetti-essenden Philosophen

3 Lösungen

#272

Anfänger - C# von hollst - 04.12.2019 um 18:44 Uhr

wiki
https://de.wikipedia.org/wiki/Philosophenproblem

Fünf Philosophen sitzen um einen runden Tisch, vor jedem ein Teller voll mit Spagetti und links davon eine Gabel (BILD 1).
Um von dem Teller Spagetti essen zu können, benötigt man allerdings zwei Gabeln. Die zweite Gabel kann man sich von seinem
rechten Nachbarn borgen, sofern dieser nicht gerade selber beim Essen ist. Außerdem sollte man seine eigene Gabel auch nicht gerade
an seinen linken Nachbarn verborgt haben.

Das Spiel beginnt beim ersten Philosophen und geht Schritt für Schritt wie folgt reihum:

Jeder Philosoph kann sich in einem von drei möglichen Zuständen befinden,
u. z. denkend (Zustand 1, zu Beginn alle fünf Philosophen), hungernd (2) oder essend (3).

Ein denkender Philosoph kann per Zufallsentscheidung entweder in diesem Zustand 1 verweilen (dann geht der Zeiger sofort weiter an
seinen rechten Nachbarn) oder sich für "Essenwollen" entscheiden (Übergang von Zustand 1 in Zustand 2). In diesem Fall muss er prüfen,
ob ihm zwei Gabeln zur Verfügung stehen. Wenn Ja geht er von Zusand 2 in den Zustand 3 über und kann (sagen wir) zwei [Variable E wie Essen] Runden lang essen. Nach den zwei [E] Runden wird er zunächst wieder zum denkenden Philosophen (Zustand 1), der geleerte Teller wird sofort wieder aufgefüllt, falls der Philosoph erneut Hunger bekommt.

Hat er allerdings keine zwei Gabeln zur Verfügung, bleibt er die Runde hungrig (er verharrt im Zustand 2). Bekommt ein Philosoph
(sagen wir) zehn [Variable T wie Tod] Runden lang hintereinander nichts zu essen, ist er verhungert und das Gelage auch zu ende.

Die Frage lautet, nach wie vielen Runden (abhängig von E und T) ist im Durchschitt der erste Philosoph verhungert. Viel Spaß!

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von krokiritter (220 Punkte) - 09.09.2020 um 14:44 Uhr

C#-Code

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace PastaFari
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Random rnd = new Random();
            List<Philosopher> deathList = new List<Philosopher>();
            List<Philosopher> loopList = new List<Philosopher>();
            int round = 0; bool forkTake;
            Philosopher p1 = new Philosopher("Platon");
            Philosopher p2 = new Philosopher("Aristoteles");
            Philosopher p3 = new Philosopher("Sokrates");
            Philosopher p4 = new Philosopher("Archimedes");
            Philosopher p5 = new Philosopher("Voltaire");
            loopList.Add(p1); loopList.Add(p2); loopList.Add(p3); loopList.Add(p4); loopList.Add(p5);

            while (!deathList.Any())
            {
                for (int i = 0; i < loopList.Count; i++)
                {
                    Philosopher currentP = loopList[i];
                    Philosopher nextP = loopList[i + 1 == loopList.Count ? 0 : i + 1];
                    if (currentP.IstZustand == Philosopher.Zustand.Essend)        //Prüft ob essend
                    {
                        if (currentP.Counter == 0)
                        {
                            currentP.StillEating();             //Essen für 2 Runden
                            currentP.Counter--;
                        }
                        else
                        {
                            currentP.LeftFork = nextP.LeftFork = false;           //Gabeln wieder frei
                            currentP.IstZustand = Philosopher.Zustand.Denkend;    //Nicht mehr essend
                            currentP.FinishEating();
                            currentP.Counter = 0;
                        }
                    }
                    else if (currentP.IstZustand == Philosopher.Zustand.Hungernd) //Prüft ob hungernd
                    {
                        currentP.TryEat();
                        forkTake = IsTaken(currentP, nextP);    //Verbindet 2 bools in einen für switch
                        switch (forkTake)
                        {
                            case false:
                                currentP.Counter = 0;
                                currentP.IstZustand = Philosopher.Zustand.Essend; //Beginnt zu essen
                                currentP.LeftFork = currentP.LeftFork = true;     //Gabeln besetzt
                                currentP.StartEating();
                                break;
                            default:
                                if (currentP.Counter == 9)                        //Prüft ob 10 Runden Hungernd (0-9)
                                {
                                    deathList.Add(currentP);                      //Schleifen-Bedingung
                                }
                                currentP.Hungry();
                                currentP.Counter++;
                                break;
                        }
                    }
                    else
                    {
                        switch (rnd.Next(1, 3))      //Random ob denken oder essen
                        {
                            case 1:
                                currentP.Think();
                                break;
                            case 2:
                                currentP.TryEat();
                                forkTake = IsTaken(currentP, nextP);
                                switch (forkTake)
                                {
                                    case false:
                                        currentP.Counter = 0;
                                        currentP.IstZustand = Philosopher.Zustand.Essend;
                                        currentP.LeftFork = nextP.LeftFork = true;
                                        currentP.StartEating();
                                        break;
                                    default:
                                        currentP.Hungry();
                                        currentP.IstZustand = Philosopher.Zustand.Hungernd;
                                        currentP.Counter++;
                                        break;
                                }
                                break;
                        }
                    }
                    Console.WriteLine("Der Nächste ist an der Reihe");
                }
                round++;
            }
            foreach (Philosopher p in deathList)
            {
                p.Dead();
                Console.WriteLine("Das Gelage dauerte {0} Runden!", round);
            }
            Console.ReadKey();
        }
        public static bool IsTaken(Philosopher f, Philosopher g)
        {
            if ( f.LeftFork == false && g.LeftFork == false)
            {
                return false;
            }
            else
            {
                return true;
            }
        }
    }
}

C#-Code

using System;

namespace PastaFari
{
    public class Philosopher
    {
        public string Name { get; set; }
        public int Counter { get; set; }
        public bool LeftFork { get; set; }

        public Zustand IstZustand { get; set; }

        public Philosopher(string name)
        {
            Name = name;
            Counter = 0;
            IstZustand = Zustand.Denkend;
            LeftFork = false;

        }
        public enum Zustand                                                     //ein enum für die Zustände um Variablen zu sparen
        {
            Denkend,
            Hungernd,
            Essend
        }
        public void Think()                                                          //Methoden die eigentlich nur zum Spaß da sind um das Geschehen zu verfolgen
        {
            Console.WriteLine($"{Name} is thinking!");
        }
        public void TryEat()
        {
            Console.WriteLine($"{Name} wants to eat!");
        }
        public void Hungry()
        {
            Console.WriteLine($"{Name} is hungry!");
        }
        public void Dead()
        {
            Console.WriteLine($"{Name} died!");
        }
        public void StillEating()
        {
            Console.WriteLine($"{Name} is still eating!");
        }
        public void FinishEating()
        {
            Console.WriteLine($"{Name} has finished eating!");
        }
        public void StartEating()
        {
            Console.WriteLine($"{Name} is starting to eat!");
        }
    }
}