银行家算法案例java

银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配算法，它通过判断系统是否处于安全状态来决定是否分配资源。下面是一个简单的银行家算法案例的Java实现：

import java.util.Arrays;

public class BankersAlgorithm {
    private int[][] max;        // 最大需求矩阵
    private int[][] allocation; // 已分配资源矩阵
    private int[][] need;       // 剩余需求矩阵
    private int[] available;    // 系统可用资源向量
    private int numOfProcesses; // 进程数
    private int numOfResources; // 资源种类数

    public BankersAlgorithm(int[][] max, int[][] allocation, int[] available) {
        this.max = max;
        this.allocation = allocation;
        this.available = available;
        this.numOfProcesses = allocation.length;
        this.numOfResources = available.length;
        
        // 初始化剩余需求矩阵
        this.need = new int[numOfProcesses][numOfResources];
        for (int i = 0; i < numOfProcesses; i++) {
            for (int j = 0; j < numOfResources; j++) {
                need[i][j] = max[i][j] - allocation[i][j];
            }
        }
    }

    public boolean isSafe() {
        boolean[] finish = new boolean[numOfProcesses];  // 标记进程是否完成
        
        int[] work = Arrays.copyOf(available, numOfResources);  // 可用资源向量副本
        
        boolean found;
        do {
            found = false;
            for (int i = 0; i < numOfProcesses; i++) {
                if (!finish[i] && isNeedLessOrEqual(need[i], work)) {
                    for (int j = 0; j < numOfResources; j++) {
                        work[j] += allocation[i][j];
                    }
                    finish[i] = true;
                    found = true;
                }
            }
        } while (found);

        for (boolean f : finish) {
            if (!f) {
                return false;  // 存在未完成的进程，系统处于不安全状态
            }
        }
        
        return true;  // 所有进程完成，系统处于安全状态
    }

    private boolean isNeedLessOrEqual(int[] need, int[] work) {
        for (int i = 0; i < numOfResources; i++) {
            if (need[i] > work[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[][] max = {
            {7, 5, 3},
            {3, 2, 2},
            {9, 0, 2},
            {2, 2, 2},
            {4, 3, 3}
        };

        int[][] allocation = {
            {0, 1, 0},
            {2, 0, 0},
            {3, 0, 2},
            {2, 1, 1},
            {0, 0, 2}
        };

        int[] available = {3, 3, 2};

        BankersAlgorithm bankersAlgorithm = new BankersAlgorithm(max, allocation, available);
        boolean isSafe = bankersAlgorithm.isSafe();
        System.out.println("Is the system safe? " + isSafe);
    }
}

在这个例子中，我们定义了一个`BankersAlgorithm`类来实现银行家算法。在构造函数中，我们接受三个输入参数：最大需求矩阵`max`、已分配资源矩阵`allocation`和系统可用资源向量`available`。然后，我们根据这些输入参数初始化剩余需求矩阵`need`。

接下来，我们实现了`isSafe()`方法来判断系统是否处于安全状态。我们使用了一个`finish`数组来标记进程是否完成，一个`work`数组来表示可用资源向量的副本。然后，我们使用一个循环来遍历所有进程，并检查其剩余需求是否小于等于可用资源。如果是，则将该进程标记为完成，并增加可用资源。重复这个过程直到找不到需要满足的进程。

最后，在`main()`方法中，我们提供了一个简单的示例来演示如何使用银行家算法。我们定义了一个最大需求矩阵`max`、已分配资源矩阵`allocation`和系统可用资源向量`available`。然后，我们创建一个`BankersAlgorithm`对象，并调用`isSafe()`方法来判断系统是否处于安全状态，并输出结果。

请注意，这只是一个简单的示例，实际使用时需要根据具体的需求进行调整和扩展。