实验名称：模拟实现银行家算法 实验要求：用C语言完成，具体说明如下。 已知条件：(1)进程数目 (2)资源的种类以及每种资源的数量 (3)进程需要每种资源的数量 (4)进程已经获得的每种资源的数量 对于上述已知条件，可以在程序中指定，亦可在程序运行时动态输入。实现如下功能：(1)该状态是否安全 (2)对于某个进程提出对某类资源的请求时(进程运行时输入)，系统是否 可以进行分配。

好的，这个实验的内容比较复杂，需要用到银行家算法。我会尽可能详细地解释每一个步骤和函数。

首先，我们需要定义一些常量和变量来表示已知条件：

#define MAX_PROCESS 10   // 最大进程数目
#define MAX_RESOURCE 10  // 最大资源种类数目

int n;  // 进程数目
int m;  // 资源种类数目

int available[MAX_RESOURCE];  // 每种资源的数量
int max[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE];  // 每个进程需要每种资源的数量
int allocation[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE];  // 每个进程已经获得的每种资源的数量
int need[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE];  // 每个进程还需要每种资源的数量

接下来，我们需要编写函数来初始化这些变量。一般来说，这些数据都是从文件中读取的，但是为了简化程序，我们可以手动输入这些数据。初始化函数如下：

void init() {
    printf("请输入进程数目和资源种类数目：");
    scanf("%d%d", &n, &m);

    printf("请输入每种资源的数量：");
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        scanf("%d", &available[i]);
    }

    printf("请输入每个进程需要每种资源的数量：\n");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("进程%d：", i);
        for (int j = 0; j < m; j++) {
            scanf("%d", &max[i][j]);
            need[i][j] = max[i][j];
        }
    }

    memset(allocation, 0, sizeof(allocation));
}

这个函数会根据用户输入的数据来初始化变量。其中，available数组表示每种资源的数量，max数组表示每个进程需要每种资源的数量，need数组表示每个进程还需要每种资源的数量，allocation数组表示每个进程已经获得的每种资源的数量。

接下来，我们需要编写函数来判断系统是否处于安全状态。安全状态是指对于所有进程，都能找到一种资源分配方案，使得所有进程都能顺利完成。银行家算法就是用来判断系统是否处于安全状态的。

int safety() {
    int work[MAX_RESOURCE];
    int finish[MAX_PROCESS];

    // 初始化工作向量和完成向量
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        work[i] = available[i];
    }
    memset(finish, 0, sizeof(finish));

    // 查找可以完成的进程，直到找不到为止
    int count = 0;
    while (count < n) {
        int i;
        for (i = 0; i < n; i++) {
            if (!finish[i]) {
                int j;
                for (j = 0; j < m; j++) {
                    if (need[i][j] > work[j]) {
                        break;
                    }
                }
                if (j == m) {
                    // 找到了一个可以完成的进程
                    finish[i] = 1;
                    for (j = 0; j < m; j++) {
                        work[j] += allocation[i][j];
                    }
                    count++;
                }
            }
        }
        if (i == n) {
            // 没有找到可以完成的进程，说明系统不安全
            return 0;
        }
    }
    // 所有进程都能顺利完成，说明系统安全
    return 1;
}

这个函数会返回一个整数，表示系统是否处于安全状态。具体实现过程如下：

1. 初始化工作向量和完成向量。工作向量表示当前系统中每种资源的可用数量，完成向量表示每个进程是否已经完成。
2. 查找可以完成的进程，直到找不到为止。每次查找都会遍历所有进程，找到一个未完成的进程，检查它的需求是否小于等于工作向量。如果是，就说明可以分配资源给这个进程，然后将它标记为已完成，将它已经获得的资源加入到工作向量中，然后继续查找下一个未完成的进程。如果遍历完所有进程都没有找到可以完成的进程，说明系统不安全。否则，重复上述过程，直到所有进程都已经完成。
3. 如果所有进程都能顺利完成，说明系统安全，返回1；否则，返回0。

最后，我们需要编写函数来判断系统是否能够分配资源给某个进程。如果可以，就分配资源；否则，就等待。

int request_resources(int pid, int request[]) {
    // 检查请求是否合法
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        if (request[i] > need[pid][i]) {
            printf("进程%d请求的第%d种资源超过了它所需要的数量！\n", pid, i);
            return 0;
        }
        if (request[i] > available[i]) {
            printf("没有足够的第%d种资源分配给进程%d！\n", i, pid);
            return 0;
        }
    }

    // 假定分配资源给进程
    for (int i = 0; i < m; i++) {
        available[i] -= request[i];
        allocation[pid][i] += request[i];
        need[pid][i] -= request[i];
    }

    // 判断系统是否处于安全状态
    if (safety()) {
        printf("系统处于安全状态，已经成功分配资源给进程%d！\n", pid);
        return 1;
    } else {
        printf("分配资源给进程%d会导致系统不安全，需要回滚操作！\n", pid);
        // 回滚操作
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            available[i] += request[i];
            allocation[pid][i] -= request[i];
            need[pid][i] += request[i];
        }
        return 0;
    }
}

这个函数会返回一个整数，表示是否成功分配资源给进程。具体实现过程如下：

1. 检查请求是否合法。请求必须小于等于进程所需的资源数量，且小于等于系统中可用的资源数量。
2. 假定分配资源给进程。将系统中可用的资源数量减去请求的数量，将进程已经获得的资源数量加上请求的数量，将进程还需要的资源数量减去请求的数量。
3. 判断系统是否处于安全状态。如果是，说明分配资源给进程不会导致系统不安全，输出提示信息并返回1；否则，说明分配资源给进程会导致系统不安全，需要回滚操作。将系统中可用的资源数量加上请求的数量，将进程已经获得的资源数量减去请求的数量，将进程还需要的资源数量加上请求的数量，输出提示信息并返回0。

以上就是模拟实现银行家算法的全部内容，完整代码如下：