银行家算法python数据

银行家算法是操作系统中一种用于避免死锁的算法。它基于资源分配图，通过动态地检查系统的资源分配情况，来判断当前状态是否安全，从而决定是否允许新的进程加入系统。在Python中，你可以使用列表、字典等数据结构来模拟银行家算法中的资源和进程。

举个例子，假设我们有5个进程和3个资源，可以这样定义它们的初始状态：

# 进程数量
num_processes = 5
# 资源数量
num_resources = 3

# 初始化各个进程和资源的数量
available = [3, 3, 2]
max_need = [[7, 5, 3], [3, 2, 2], [9, 0, 2], [2, 2, 2], [4, 3, 3]]
allocation = [[0, 1, 0], [2, 0, 0], [3, 0, 2], [2, 1, 1], [0, 0, 2]]

其中，available表示当前可用的资源数量，max_need表示各个进程需要的最大资源数量，allocation表示各个进程已经分配的资源数量。

如果需要判断一个新的进程是否能够安全加入系统，可以使用以下代码实现银行家算法：

# 判断是否存在足够的资源分配给该进程
def enough_resources(process_id):
    for i in range(num_resources):
        if available[i] < need[process_id][i]:
            return False
    return True

# 尝试分配资源给该进程，并检查是否导致死锁
def try_allocation(process_id):
    if enough_resources(process_id):
        # 分配资源给该进程
        for i in range(num_resources):
            available[i] -= need[process_id][i]
            allocation[process_id][i] += need[process_id][i]
        # 检查是否安全
        if is_safe():
            return True
        else:
            # 恢复之前的分配状态
            for i in range(num_resources):
                available[i] += need[process_id][i]
                allocation[process_id][i] -= need[process_id][i]
    return False

# 检查当前状态是否安全
def is_safe():
    work = available.copy()
    finish = [False] * num_processes

    while True:
        found = False
        for i in range(num_processes):
            if not finish[i] and enough_resources(i):
                finish[i] = True
                for j in range(num_resources):
                    work[j] += allocation[i][j]
                found = True
        if not found:
            break

    return all(finish)

# 测试新进程加入系统后是否会导致死锁
def test_add_process(process_id):
    need = [max_need[process_id][i] - allocation[process_id][i] for i in range(num_resources)]
    if enough_resources(process_id) and is_safe():
        print("Adding process", process_id, "is safe.")
        return True
    else:
        print("Adding process", process_id, "will cause deadlock.")
        return False

以上代码中，enough_resources函数用于判断是否存在足够的资源分配给该进程；try_allocation函数尝试分配资源给该进程，并检查是否导致死锁；is_safe函数检查当前状态是否安全；test_add_process函数用于测试新进程加入系统后是否会导致死锁。