用C语言实现银行家算法

银行家算法是一种用于避免死锁的算法，它可以判断系统是否处于安全状态，确保分配资源不会导致死锁的发生。下面给出一个用C语言实现银行家算法的例子。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

#define MAX_PROCESS 10
#define MAX_RESOURCE 10

int available[MAX_RESOURCE]; // 各类资源的可用数量
int max[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; // 每个进程对各类资源的最大需求
int allocation[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; // 各个进程已分配的资源数量
int need[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; // 各个进程还需要的资源数量

bool finish[MAX_PROCESS]; // 记录每个进程是否完成

// 初始化数据
void init(int processNum, int resourceNum) {
    for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
        printf("请输入第 %d 种资源的总数量：", i + 1);
        scanf("%d", &available[i]);
    }
    for (int i = 0; i < processNum; i++) {
        printf("请输入进程 %d 对各类资源的最大需求：", i);
        for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {
            scanf("%d", &max[i][j]);
        }
        printf("请输入进程 %d 已分配的资源数量：", i);
        for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {
            scanf("%d", &allocation[i][j]);
            need[i][j] = max[i][j] - allocation[i][j];
        }
        finish[i] = false;
    }
}

// 判断是否可以分配资源
bool canAllocate(int process, int resourceNum, int request[]) {
    for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
        if (request[i] > need[process][i]) {
            printf("进程 %d 请求的资源数量超过了所需的资源数量\n", process);
            return false;
        }
        if (request[i] > available[i]) {
            printf("没有足够的资源可以分配给进程 %d\n", process);
            return false;
        }
    }
    return true;
}

// 分配资源
void allocate(int process, int resourceNum, int request[]) {
    for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
        available[i] -= request[i];
        allocation[process][i] += request[i];
        need[process][i] -= request[i];
    }
}

// 释放资源
void release(int process, int resourceNum) {
    for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
        available[i] += allocation[process][i];
        allocation[process][i] = 0;
        need[process][i] = 0;
    }
    finish[process] = true;
}

// 判断系统是否处于安全状态
bool isSafe(int processNum, int resourceNum) {
    int work[MAX_RESOURCE];
    bool finishCopy[processNum];
    int safeSequence[processNum];
    int count = 0;
    
    for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
        work[i] = available[i];
    }
    for (int i = 0; i < processNum; i++) {
        finishCopy[i] = finish[i];
    }
    
    while (count < processNum) {
        bool found = false;
        for (int i = 0; i < processNum; i++) {
            if (!finishCopy[i]) {
                bool flag = true;
                for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {
                    if (need[i][j] > work[j]) {
                        flag = false;
                        break;
                    }
                }
                if (flag) {
                    found = true;
                    safeSequence[count++] = i;
                    for (int j = 0; j < resourceNum; j++) {
                        work[j] += allocation[i][j];
                    }
                    finishCopy[i] = true;
                }
            }
        }
        if (!found) {
            printf("系统处于不安全状态\n");
            return false;
        }
    }
    
    printf("系统处于安全状态，安全序列为：");
    for (int i = 0; i < processNum; i++) {
        printf("%d ", safeSequence[i]);
    }
    printf("\n");
    return true;
}

int main() {
    int processNum, resourceNum;
    int process, resourceNum;
    int request[MAX_RESOURCE];
    
    printf("请输入进程数和资源数：");
    scanf("%d%d", &processNum, &resourceNum);
    init(processNum, resourceNum);
    
    while (true) {
        printf("请输入请求资源的进程编号和各类资源的数量（-1表示结束）：");
        scanf("%d", &process);
        if (process == -1) break;
        for (int i = 0; i < resourceNum; i++) {
            scanf("%d", &request[i]);
        }
        if (canAllocate(process, resourceNum, request)) {
            allocate(process, resourceNum, request);
            if (isSafe(processNum, resourceNum)) {
                printf("资源分配成功\n");
            } else {
                printf("资源分配失败，恢复原始状态\n");
                release(process, resourceNum);
            }
        }
    }
    
    return 0;
}

以上就是一个用C语言实现银行家算法的例子，它可以读入进程数、资源数、各个进程对各类资源的最大需求、已分配的资源数量等信息，并且可以模拟进程请求资源、分配资源、释放资源等操作。