时间片轮转调度算法代码及解释

下面是时间片轮转调度算法的 C++ 代码实现，代码中有详细的注释解释算法的执行过程：

#include <iostream>
#include <queue>
#include <vector>

using namespace std;

// 进程结构体，包含进程 ID 和 CPU 执行时间
struct Process {
    int pid;
    int burst;
    int remaining;
};

// 时间片轮转调度算法函数
void rrScheduling(vector<Process>& processes, int quantum) {
    int n = processes.size(); // 进程数量
    queue<Process> q; // 进程队列
    int currentTime = 0; // 当前时间
    int totalWaitingTime = 0; // 总等待时间
    int totalTurnaroundTime = 0; // 总周转时间
    int completed = 0; // 已完成的进程数量

    // 将所有进程放入队列中
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        processes[i].remaining = processes[i].burst;
        q.push(processes[i]);
    }

    // 开始调度
    while (completed < n) {
        Process current = q.front(); // 取出队列中的第一个进程
        q.pop();

        // 执行当前进程
        int executeTime = min(current.remaining, quantum); // 计算当前进程执行的时间片长度
        current.remaining -= executeTime; // 更新当前进程的剩余执行时间
        currentTime += executeTime; // 更新当前时间

        // 更新等待时间和周转时间
        totalWaitingTime += currentTime - current.burst - current.remaining;
        totalTurnaroundTime += currentTime - current.burst;

        // 将执行完的进程放回队列中
        if (current.remaining == 0) { // 如果当前进程已经执行完成
            completed++; // 计数器加一
        } else {
            q.push(current); // 否则将当前进程重新放回队列中
        }
    }

    // 输出统计结果
    cout << "Average waiting time: " << (double)totalWaitingTime / n << endl;
    cout << "Average turnaround time: " << (double)totalTurnaroundTime / n << endl;
}

int main() {
    // 测试数据
    vector<Process> processes = {{1, 10}, {2, 5}, {3, 8}, {4, 7}, {5, 6}};
    int quantum = 2;
    rrScheduling(processes, quantum);
    return 0;
}

时间片轮转调度算法的核心思想是将 CPU 时间分成一段一段的时间片，每次只执行一个时间片长度的进程，然后将该进程放回队列中，执行下一个进程。如果某个进程的时间片用完之前没有执行完成，那么将该进程重新放回队列中，等待下一次执行。

在上面的代码实现中，我们使用了一个 `queue` 来保存所有的进程，初始时将所有进程都放入队列中。然后，我们不断从队列中取出一个进程来执行，直到所有进程都执行完成。在执行每个进程的时候，我们使用一个变量 `executeTime` 来记录该进程执行的时间片长度，并将当前时间 `currentTime` 更新为该进程执行完后的时间。如果该进程的剩余执行时间为 0，表示该进程已经执行完成，我们将 `completed` 计数器加一；否则，我们将该进程重新放回队列中，等待下一次执行。

最后，我们输出平均等待时间和平均周转时间，以评估算法的性能。