假定有多个进程对多种资源进行请求,设计银行家算法的数据结构和程序结构,判定是否存在资源分配的安全序列。在Dev-C++或CodeBlock集成开发环境下使用C语言编写程序,实现这个算法并进行测试。
时间: 2024-02-29 12:53:25 浏览: 81
银行家算法是一种避免死锁的资源分配算法,它需要维护一些数据结构来判断是否存在资源分配的安全序列。以下是一个简单的实现示例:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_PROCESSES 10
#define MAX_RESOURCES 10
// 进程结构体
typedef struct _Process {
int allocated[MAX_RESOURCES]; // 已分配的资源数量
int needed[MAX_RESOURCES]; // 尚需的资源数量
bool finished; // 进程是否已完成
} Process;
// 全局变量
int num_processes; // 进程数量
int num_resources; // 资源数量
int available[MAX_RESOURCES]; // 可用资源数量
Process processes[MAX_PROCESSES]; // 进程数组
// 初始化数据
void init() {
// 读取进程数量和资源数量
printf("Enter number of processes: ");
scanf("%d", &num_processes);
printf("Enter number of resources: ");
scanf("%d", &num_resources);
// 读取可用资源数量
printf("Enter available resources:\n");
for (int i = 0; i < num_resources; i++) {
scanf("%d", &available[i]);
}
// 读取每个进程已分配和尚需的资源数量
for (int i = 0; i < num_processes; i++) {
printf("Enter allocated resources for process %d:\n", i);
for (int j = 0; j < num_resources; j++) {
scanf("%d", &processes[i].allocated[j]);
}
printf("Enter needed resources for process %d:\n", i);
for (int j = 0; j < num_resources; j++) {
scanf("%d", &processes[i].needed[j]);
}
processes[i].finished = false;
}
}
// 比较两个数组是否相等
bool array_equal(int *a, int *b, int n) {
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (a[i] != b[i]) {
return false;
}
}
return true;
}
// 判断是否存在安全序列
bool is_safe() {
int work[MAX_RESOURCES];
bool finish[MAX_PROCESSES];
// 初始化 work 数组和 finish 数组
for (int i = 0; i < num_resources; i++) {
work[i] = available[i];
}
for (int i = 0; i < num_processes; i++) {
finish[i] = false;
}
// 查找满足条件的进程
int count = 0;
int safe_sequence[MAX_PROCESSES];
while (count < num_processes) {
bool found = false;
for (int i = 0; i < num_processes; i++) {
if (!finish[i] && array_equal(processes[i].needed, work, num_resources)) {
for (int j = 0; j < num_resources; j++) {
work[j] += processes[i].allocated[j];
}
finish[i] = true;
safe_sequence[count] = i;
count++;
found = true;
break;
}
}
if (!found) {
return false;
}
}
// 输出安全序列
printf("Safe sequence: ");
for (int i = 0; i < num_processes; i++) {
printf("%d ", safe_sequence[i]);
}
printf("\n");
return true;
}
// 分配资源
void allocate_resources() {
int request[MAX_RESOURCES];
int pid;
// 读取请求的进程ID和资源数量
printf("Enter process ID and request:\n");
scanf("%d", &pid);
for (int i = 0; i < num_resources; i++) {
scanf("%d", &request[i]);
}
// 判断请求是否合法
for (int i = 0; i < num_resources; i++) {
if (request[i] > processes[pid].needed[i] || request[i] > available[i]) {
printf("Request is invalid!\n");
return;
}
}
// 尝试分配资源
for (int i = 0; i < num_resources; i++) {
available[i] -= request[i];
processes[pid].allocated[i] += request[i];
processes[pid].needed[i] -= request[i];
}
// 判断是否存在安全序列
if (is_safe()) {
printf("Request is granted.\n");
} else {
printf("Request is denied.\n");
// 回滚分配的资源
for (int i = 0; i < num_resources; i++) {
available[i] += request[i];
processes[pid].allocated[i] -= request[i];
processes[pid].needed[i] += request[i];
}
}
}
int main() {
init();
is_safe();
allocate_resources();
return 0;
}
```
该程序使用了一个Process结构体来存储每个进程已分配的资源数量和尚需的资源数量,以及一个available数组来存储可用资源数量。程序通过输入来初始化数据,并使用is_safe函数判断是否存在安全序列。如果分配资源后仍然存在安全序列,则分配资源成功,否则分配资源失败。
需要注意的是,该程序只是一个简单的示例代码,实际的银行家算法可能会更加复杂,需要考虑更多的因素,如请求队列、死锁检测等。
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