leetcode1195. 交替打印字符串（java实现）

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题目

原题连接leetcode1195
题目描述：
编写一个可以从 1 到 n 输出代表这个数字的字符串的程序，但是：

• 如果这个数字可以被 3 整除，输出 “fizz”。
• 如果这个数字可以被 5 整除，输出 “buzz”。
• 如果这个数字可以同时被 3 和 5 整除，输出 “fizzbuzz”。

例如，当 n = 15，输出： 1, 2, fizz, 4, buzz, fizz, 7, 8, fizz, buzz, 11, fizz, 13, 14, fizzbuzz。

假设有这么一个类：

class FizzBuzz {
  public FizzBuzz(int n) { ... }               // constructor
  public void fizz(printFizz) { ... }          // only output "fizz"
  public void buzz(printBuzz) { ... }          // only output "buzz"
  public void fizzbuzz(printFizzBuzz) { ... }  // only output "fizzbuzz"
  public void number(printNumber) { ... }      // only output the numbers
}

请你实现一个有四个线程的多线程版 FizzBuzz， 同一个 FizzBuzz 实例会被如下四个线程使用：

• 线程A将调用 fizz() 来判断是否能被 3 整除，如果可以，则输出 fizz。
• 线程B将调用 buzz() 来判断是否能被 5 整除，如果可以，则输出 buzz。
• 线程C将调用 fizzbuzz() 来判断是否同时能被 3 和 5 整除，如果可以，则输出 fizzbuzz。
• 线程D将调用 number() 来实现输出既不能被 3 整除也不能被 5 整除的数字。

提示：

本题已经提供了打印字符串的相关方法，如 printFizz() 等，具体方法名请参考答题模板中的注释部分。

先给出代码实现

class FizzBuzz {
    private int n;
    private static CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(4);

    public FizzBuzz(int n) {
        this.n = n;
    }

    // printFizz.run() outputs "fizz".
    public void fizz(Runnable printFizz) throws InterruptedException {
        for(int i = 1 ; i <= n; i++ ){
                if(i % 3 == 0 && i % 5 != 0){
                    printFizz.run();
                }
                try{
                    barrier.await();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
                }
            }
    }

    // printBuzz.run() outputs "buzz".
    public void buzz(Runnable printBuzz) throws InterruptedException {
         for(int i = 1 ; i <= n; i++ ){
                if(i % 3 != 0 && i % 5 == 0){
                    printBuzz.run();
                }
                try{
                    barrier.await();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
                }
            }
    }

    // printFizzBuzz.run() outputs "fizzbuzz".
    public void fizzbuzz(Runnable printFizzBuzz) throws InterruptedException {
         for(int i = 1 ; i <= n; i++ ){
                if(i % 3 == 0 && i % 5 == 0){
                    printFizzBuzz.run();
                }
                try{
                    barrier.await();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
                }
            }
    }

    // printNumber.accept(x) outputs "x", where x is an integer.
    public void number(IntConsumer printNumber) throws InterruptedException {
         for(int i = 1 ; i <= n; i++ ){
                if(i % 3 != 0 && i % 5 != 0){
                    printNumber.accept(i);
                }
                try{
                    barrier.await();
                } catch (BrokenBarrierException e) {
                e.printStackTrace();
                }
            }
    }
}

利用CyclicBarrier类，该类基于ReentrantLock+condition原理实现，推荐学习文章CyclicBarrier学习文章

思路讲解：

1. 每个方法都是从1循环到n，符合条件才打印。
2. 当i=1时，printFizz执行i=1的代码，不满足判断条件，将cyclicBarrier减一，则进行等待。
3. printBuzz、printFizzBuzz执行i=1代码，也是如此。
4. 直到printNumber执行后，cyclicBarrier同样减一，其他三个线程在等待最后一个线程减一。可以这样理解。当i为某个值时，四个方法的判断条件是互补的，也就是说，只能同时执行一个方法。
5. 综上所述，当i=n时，我们利用cyclicBarrier控制让四个线程判断一下是否满足自己的判断条件，四个线程都判断完后再判断i=n+1.

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