c语言实现 FIFO算法 LRU算法
时间: 2024-05-27 16:07:00 浏览: 28
FIFO算法和LRU算法是常用的页面置换算法,用于操作系统中进行内存管理。
FIFO算法(First In First Out),即先进先出算法。当内存不足时,将最先进入内存的页面替换出去。实现上,可以使用一个队列来维护内存中页面的顺序,每次需要替换页面时,将队列头部的页面替换出去,并将新页面加入队列尾部。
LRU算法(Least Recently Used),即最近最少使用算法。当内存不足时,将最长时间未被访问的页面替换出去。实现上,可以使用一个双向链表和一个哈希表来维护内存中页面的顺序和快速查找页面位置。每次访问一个页面时,将该页面移动到链表尾部,当需要替换页面时,将链表头部的页面替换出去。
相关问题
C语言实现fifo和lru
实现 FIFO 和 LRU 算法的关键在于如何维护队列或链表以及如何在缓存空间满时选择哪个页面进行替换。
FIFO(First In First Out)算法,即先进先出算法,是一种简单的页面置换算法。它的实现方式一般使用队列,将最早进入缓存的页面排在队首,最后进入缓存的页面排在队尾。当缓存空间满时,弹出队首页面,将新页面加入队尾即可。
以下是 C 语言实现 FIFO 算法的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define CACHE_SIZE 5
int cache[CACHE_SIZE];
int head = 0;
int tail = 0;
void push(int page) {
if ((tail + 1) % CACHE_SIZE == head) {
printf("Cache is full, page %d is replaced by page %d.\n", cache[head], page);
head = (head + 1) % CACHE_SIZE;
}
cache[tail] = page;
tail = (tail + 1) % CACHE_SIZE;
}
int main() {
push(1);
push(2);
push(3);
push(4);
push(5);
push(6);
push(7);
push(8);
return 0;
}
```
LRU(Least Recently Used)算法,即最近最少使用算法,是一种比 FIFO 更高效的页面置换算法。它的实现方式一般使用双向链表,将最近访问的页面排在链表尾部,最早访问的页面排在链表头部。当缓存空间满时,弹出链表头部页面,将新页面加入链表尾部即可。
以下是 C 语言实现 LRU 算法的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define CACHE_SIZE 5
typedef struct node {
int page;
struct node *prev;
struct node *next;
} Node;
Node *head = NULL;
Node *tail = NULL;
void push(int page) {
Node *new_node = (Node*)malloc(sizeof(Node));
new_node->page = page;
new_node->prev = NULL;
new_node->next = NULL;
if (head == NULL) {
head = new_node;
tail = new_node;
} else {
tail->next = new_node;
new_node->prev = tail;
tail = new_node;
}
Node *node = head;
while (node != NULL && node != tail) {
if (node->page == page) {
if (node->prev != NULL) {
node->prev->next = node->next;
} else {
head = node->next;
}
node->next->prev = node->prev;
free(node);
break;
}
node = node->next;
}
if (tail->next != NULL) {
Node *old_head = head;
head = old_head->next;
head->prev = NULL;
free(old_head);
}
}
int main() {
push(1);
push(2);
push(3);
push(4);
push(5);
push(6);
push(7);
push(8);
return 0;
}
```
如何c语言实现FIFO,LRU,CLOCK,OPT替换页算法
FIFO(First-In-First-Out)页面替换算法:
```c
#define MAXSIZE 1024 // 最大页面数
int page[MAXSIZE];
int front = 0, rear = 0; // 队头和队尾
int is_exist(int p) { // 判断页面是否在内存中
for (int i = front; i < rear; i++) {
if (page[i] == p) {
return 1;
}
}
return 0;
}
void page_replace(int p) { // 页面替换函数
if (rear < MAXSIZE) {
page[rear++] = p;
} else {
page[front++] = p;
if (front == MAXSIZE) {
front = 0;
}
}
}
int main() {
int n, m, p, count = 0;
scanf("%d%d", &n, &m);
for (int i = 0; i < m; i++) {
scanf("%d", &p);
if (!is_exist(p)) {
count++;
page_replace(p);
}
}
printf("%d", count);
return 0;
}
```
LRU(Least Recently Used)页面替换算法:
```c
#define MAXSIZE 1024 // 最大页面数
int page[MAXSIZE];
int top = 0; // 栈顶
int is_exist(int p) { // 判断页面是否在内存中
for (int i = 0; i < top; i++) {
if (page[i] == p) {
for (int j = i; j < top - 1; j++) {
page[j] = page[j + 1];
}
page[top - 1] = p;
return 1;
}
}
return 0;
}
void page_replace(int p) { // 页面替换函数
if (top < MAXSIZE) {
page[top++] = p;
} else {
for (int i = 0; i < top - 1; i++) {
page[i] = page[i + 1];
}
page[top - 1] = p;
}
}
int main() {
int n, m, p, count = 0;
scanf("%d%d", &n, &m);
for (int i = 0; i < m; i++) {
scanf("%d", &p);
if (!is_exist(p)) {
count++;
page_replace(p);
}
}
printf("%d", count);
return 0;
}
```
CLOCK页面替换算法:
```c
#define MAXSIZE 1024 // 最大页面数
int page[MAXSIZE];
int clk[MAXSIZE];
int top = 0; // 栈顶
int is_exist(int p) { // 判断页面是否在内存中
for (int i = 0; i < top; i++) {
if (page[i] == p) {
clk[i] = 1;
return 1;
}
}
return 0;
}
void page_replace(int p) { // 页面替换函数
while (1) {
if (top < MAXSIZE) {
page[top] = p;
clk[top++] = 1;
break;
} else {
if (clk[0] == 0) {
for (int i = 0; i < top - 1; i++) {
page[i] = page[i + 1];
clk[i] = clk[i + 1];
}
page[top - 1] = p;
clk[top - 1] = 1;
break;
} else {
for (int i = 0; i < top - 1; i++) {
page[i] = page[i + 1];
clk[i] = clk[i + 1];
}
page[top - 1] = p;
clk[top - 1] = 0;
}
}
}
}
int main() {
int n, m, p, count = 0;
scanf("%d%d", &n, &m);
for (int i = 0; i < m; i++) {
scanf("%d", &p);
if (!is_exist(p)) {
count++;
page_replace(p);
}
}
printf("%d", count);
return 0;
}
```
OPT(Optimal)页面替换算法:
```c
#define MAXSIZE 1024 // 最大页面数
int page[MAXSIZE];
int top = 0; // 栈顶
int is_exist(int p) { // 判断页面是否在内存中
for (int i = 0; i < top; i++) {
if (page[i] == p) {
return 1;
}
}
return 0;
}
int get_optimal_page(int* ref, int n, int start) { // 获取最优页面
int optimal = -1, max_dist = -1;
for (int i = 0; i < top; i++) {
int j = start;
while (j < n && ref[j] != page[i]) {
j++;
}
if (j == n) {
return i;
}
if (j - start > max_dist) {
max_dist = j - start;
optimal = i;
}
}
return optimal;
}
void page_replace(int p, int* ref, int n, int start) { // 页面替换函数
if (top < MAXSIZE) {
page[top++] = p;
} else {
int i = get_optimal_page(ref, n, start);
page[i] = p;
}
}
int main() {
int n, m, p, count = 0;
scanf("%d%d", &n, &m);
int ref[n];
for (int i = 0; i < m; i++) {
scanf("%d", &ref[i]);
if (!is_exist(ref[i])) {
count++;
page_replace(ref[i], ref, n, i + 1);
}
}
printf("%d", count);
return 0;
}
```
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