用c++设计一个虚拟存储区和内存工作区，并分别编程实现使用先进先出置换算法（FIFO）和最近最少使用页面置换算法（LRU）计算访问命中率。

下面是基于C++的虚拟存储区和内存工作区实现，包括FIFO算法和LRU算法的访问命中率计算。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <unordered_set>
#include <list>
using namespace std;

// 虚拟存储区类
class VirtualMemory {
public:
    VirtualMemory(int size) : size_(size) {}

    // 生成指定数量的随机页面
    vector<int> generatePages(int n) {
        vector<int> pages(n);
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            pages[i] = rand() % size_;
        }
        return pages;
    }

    int getSize() const { return size_; }

private:
    int size_;  // 存储页面的数量
};

// 内存工作区类
class Memory {
public:
    Memory(int size) : size_(size) {}

    // 判断页面是否在内存中
    bool contains(int page) const {
        return pages_.find(page) != pages_.end();
    }

    // 添加页面到内存中
    void add(int page) {
        if (pages_.size() == size_) {
            // 删除最先进入内存的页面
            int first = order_.front();
            order_.pop_front();
            pages_.erase(first);
        }
        order_.push_back(page);
        pages_.insert(page);
    }

    // 获取最近最少使用的页面
    int getLRU() {
        int res = order_.front();
        order_.pop_front();
        pages_.erase(res);
        return res;
    }

    // 获取最先进入内存的页面
    int getFIFO() {
        int res = order_.front();
        order_.pop_front();
        pages_.erase(res);
        return res;
    }

private:
    int size_;  // 内存容量
    unordered_set<int> pages_;  // 存储在内存中的页面
    list<int> order_;  // 页面访问顺序
};

// 计算FIFO算法的访问命中率
double calculateFIFO(const VirtualMemory& vm, int num_pages, int memory_size) {
    Memory memory(memory_size);
    queue<int> pages;
    int hits = 0;
    for (int page : vm.generatePages(num_pages)) {
        if (memory.contains(page)) {
            hits++;
        } else {
            memory.add(page);
            pages.push(page);
        }
    }
    return static_cast<double>(hits) / num_pages;
}

// 计算LRU算法的访问命中率
double calculateLRU(const VirtualMemory& vm, int num_pages, int memory_size) {
    Memory memory(memory_size);
    vector<int> pages = vm.generatePages(num_pages);
    int hits = 0;
    for (int page : pages) {
        if (memory.contains(page)) {
            hits++;
            memory.getLRU();
        }
        memory.add(page);
    }
    return static_cast<double>(hits) / num_pages;
}

int main() {
    VirtualMemory vm(100);  // 虚拟存储区大小为100
    int num_pages = 1000;  // 生成1000个随机页面
    int memory_size = 10;  // 内存容量为10
    double hit_rate1 = calculateFIFO(vm, num_pages, memory_size);
    double hit_rate2 = calculateLRU(vm, num_pages, memory_size);
    cout << "FIFO algorithm hit rate: " << hit_rate1 << endl;
    cout << "LRU algorithm hit rate: " << hit_rate2 << endl;
    return 0;
}

该程序生成指定数量的随机页面，然后分别计算使用FIFO算法和LRU算法的访问命中率。其中，虚拟存储区类用于生成随机页面，内存工作区类用于管理内存和计算访问命中率。在计算FIFO算法的访问命中率时，首先将页面添加到内存中，如果内存已满，则删除最先进入内存的页面。在计算LRU算法的访问命中率时，将最近最少使用的页面替换出去。最后，根据命中的页面数量计算访问命中率。