c语言实现页面置换算法

页面置换算法是指计算机在内存中存放数据时，当内存不足以容纳新来的数据时，需要将内存中的某些数据移出，以便为新数据腾出空间。常见的页面置换算法有FIFO、LRU、LFU等。

在C语言中实现页面置换算法，可以通过使用链表来模拟内存中的页表。具体步骤如下：

1. 定义一个结构体表示内存中的一页，包括页号、访问时间戳等信息。

typedef struct {
    int page_num; //页号
    int access_time; //最近一次访问时间戳
} Page;

2. 定义一个链表结构体表示内存中的所有页表项。

typedef struct node {
    Page page; //页表项
    struct node *next; //指向下一个页表项的指针
} PageNode;

3. 实现FIFO算法。当内存不足时，按照页表项在链表中的顺序，将最早进入内存的页移出。

PageNode *fifo(PageNode *head, int page_num) {
    PageNode *p, *q;
    p = head;
    while (p->next != NULL) {
        q = p->next;
        if (q->page.page_num == page_num) { //如果当前页已经在内存中
            q->page.access_time = time(NULL); //更新访问时间戳
            return head;
        }
        p = q;
    }
    if (p->page.page_num != -1) { //如果内存已满
        printf("Page %d is removed.\n", p->page.page_num);
        p->page.page_num = page_num;
        p->page.access_time = time(NULL);
        return head;
    } else { //如果内存未满
        p->page.page_num = page_num;
        p->page.access_time = time(NULL);
        return head;
    }
}

4. 实现LRU算法。当内存不足时，将最近最少使用的页移出。

PageNode *lru(PageNode *head, int page_num) {
    PageNode *p, *q, *min_q, *pre_min_q;
    int min_access_time = INT_MAX;
    p = head;
    while (p->next != NULL) {
        q = p->next;
        if (q->page.page_num == page_num) { //如果当前页已经在内存中
            q->page.access_time = time(NULL); //更新访问时间戳
            return head;
        }
        if (q->page.access_time < min_access_time) { //找到最近最少使用的页
            min_q = q;
            pre_min_q = p;
            min_access_time = q->page.access_time;
        }
        p = q;
    }
    if (p->page.page_num != -1) { //如果内存已满
        printf("Page %d is removed.\n", min_q->page.page_num);
        min_q->page.page_num = page_num;
        min_q->page.access_time = time(NULL);
        return head;
    } else { //如果内存未满
        min_q->page.page_num = page_num;
        min_q->page.access_time = time(NULL);
        return head;
    }
}

5. 实现LFU算法。当内存不足时，将访问次数最少的页移出。

PageNode *lfu(PageNode *head, int page_num) {
    PageNode *p, *q, *min_q, *pre_min_q;
    int min_access_count = INT_MAX;
    p = head;
    while (p->next != NULL) {
        q = p->next;
        if (q->page.page_num == page_num) { //如果当前页已经在内存中
            q->page.access_time++; //更新访问次数
            return head;
        }
        if (q->page.access_time < min_access_count) { //找到访问次数最少的页
            min_q = q;
            pre_min_q = p;
            min_access_count = q->page.access_time;
        }
        p = q;
    }
    if (p->page.page_num != -1) { //如果内存已满
        printf("Page %d is removed.\n", min_q->page.page_num);
        min_q->page.page_num = page_num;
        min_q->page.access_time = 1;
        return head;
    } else { //如果内存未满
        min_q->page.page_num = page_num;
        min_q->page.access_time = 1;
        return head;
    }
}