C语言实现最近最久未使用和最少使用置换算法,页面号数据以及物理块数要求可从文本文件中读入,也可从键盘录入;
时间: 2024-03-14 18:43:17 浏览: 59
好的,下面是C语言实现最近最久未使用和最少使用置换算法的代码,包括从文本文件中读入页面号数据和物理块数以及从键盘录入页面号数据和物理块数两种情况。
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX_PAGE_NUM 1000
#define MAX_BLOCK_NUM 100
int page_table[MAX_PAGE_NUM][2]; // 第一列存放页面号,第二列存放物理块号
// 从文本文件中读入页面号数据和物理块数
void read_data(char* filename, int* page_num, int* block_num) {
FILE* fp = fopen(filename, "r");
if (!fp) {
printf("文件打开失败!\n");
exit(1);
}
fscanf(fp, "%d%d", page_num, block_num); // 读入页面数和物理块数
int i;
for (i = 0; i < *page_num; i++) {
fscanf(fp, "%d", &page_table[i][0]); // 读入页面号
page_table[i][1] = -1; // 初始化物理块号为-1,表示未分配
}
fclose(fp);
}
// 从键盘录入页面号数据和物理块数
void input_data(int* page_num, int* block_num) {
printf("请输入页面数和物理块数:");
scanf("%d%d", page_num, block_num);
printf("请输入页面号:");
int i;
for (i = 0; i < *page_num; i++) {
scanf("%d", &page_table[i][0]);
page_table[i][1] = -1;
}
}
// 最近最久未使用(LRU)算法
int lru_replace(int page_num, int block_num) {
int block[block_num]; // 物理块访问时间戳
memset(block, 0, sizeof(block)); // 初始化为0
int i, j, min = block[0], index = 0;
for (i = 0; i < page_num; i++) {
int page = page_table[i][0];
int block_index = page_table[i][1];
block[block_index] = i + 1; // 更新物理块访问时间戳
if (block[block_index] < min) { // 找到最久未使用的物理块
min = block[block_index];
index = block_index;
}
}
return index; // 返回要替换的物理块号
}
// 最少使用(LFU)算法
int lfu_replace(int page_num, int block_num) {
int count[page_num]; // 页面访问次数
memset(count, 0, sizeof(count)); // 初始化为0
int i, j, min = count[0], index = 0;
for (i = 0; i < page_num; i++) {
int page = page_table[i][0];
int block_index = page_table[i][1];
count[page]++; // 更新页面访问次数
if (count[page] < min) { // 找到最少使用的页面
min = count[page];
index = block_index;
}
}
return index; // 返回要替换的物理块号
}
// 将选择的页面替换到物理块中,并将页面映射信息更新到页表中
void replace_page(int page, int index) {
int i;
for (i = 0; i < MAX_PAGE_NUM; i++) {
if (page_table[i][1] == index) { // 找到要替换的页面
page_table[i][0] = page; // 更新页面号
break;
}
}
}
int main() {
int page_num, block_num;
printf("请选择数据输入方式:\n");
printf("1. 从文本文件中读入\n");
printf("2. 从键盘录入\n");
int choice;
scanf("%d", &choice);
switch (choice) {
case 1:
read_data("data.txt", &page_num, &block_num);
break;
case 2:
input_data(&page_num, &block_num);
break;
default:
printf("输入有误!\n");
exit(1);
}
int i, j;
for (i = 0; i < page_num; i++) {
int page = page_table[i][0];
int block_index = -1;
for (j = 0; j < block_num; j++) {
if (page_table[i][1] == j) { // 页面已经在物理块中
block_index = -1;
break;
}
if (page_table[i][1] == -1) { // 页面还未分配物理块
block_index = j;
break;
}
}
if (block_index == -1) { // 页面已经在物理块中
continue;
}
int index;
if (i < block_num) { // 物理块数大于等于页面数,直接分配
index = i;
} else { // 物理块数小于页面数,使用置换算法选择要替换的页面
//index = lru_replace(page_num, block_num);
index = lfu_replace(page_num, block_num);
replace_page(page, index);
}
page_table[i][1] = index; // 更新页面映射信息
}
printf("页面号\t物理块号\n");
for (i = 0; i < page_num; i++) {
printf("%d\t%d\n", page_table[i][0], page_table[i][1]);
}
return 0;
}
```
以上代码中,我们首先定义了一个二维数组`page_table`来存储页面和物理块的映射关系。然后,通过`read_data()`函数从文本文件中读入页面号数据和物理块数,或者通过`input_data()`函数从键盘录入页面号数据和物理块数。接下来,我们使用`lru_replace()`和`lfu_replace()`函数来选择要替换的页面。最后,我们使用`replace_page()`函数将选择的页面替换到物理块中,并将页面映射信息更新到页表中。
在主函数中,我们首先根据用户的选择使用`read_data()`或`input_data()`函数读入数据,然后使用`for`循环遍历所有页面,根据页面是否已经在物理块中和物理块是否已经全部分配来决定是否需要进行页面置换。最后,我们输出所有页面的页面号和物理块号,以验证程序的正确性。
希望这份代码可以帮助你理解最近最久未使用和最少使用置换算法的实现过程。
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