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银行家算法c语言数据结构

时间: 2024-06-24 09:01:29 浏览: 211

银行家算法（c语言）

5星 · 资源好评率100%

操作系统课的实验（银行家算法）#include "malloc.h" 　　#include "stdio.h" 　　#include "stdlib.h" 　　#define alloclen sizeof(struct allocation) 　　#define maxlen sizeof(struct max) 　　#define avalen sizeof(struct available) 　　#define needlen sizeof(struct need) 　　#define finilen sizeof(struct finish) 　　#define pathlen sizeof(struct path) 　　struct allocation 　　{ 　　int value; 　　struct allocation *next; 　　}; 　　struct max 　　{ 　　int value; 　　struct max *next; 　　}; 　　struct available /*可用资源数*/ 　　{ 　　int value; 　　struct available *next; 　　}; 　　struct need /*需求资源数*/ 　　{ 　　int value; 　　struct need *next; 　　}; 　　struct path 　　{ 　　int value; 　　struct path *next; 　　}; 　　struct finish 　　{ 　　int stat; 　　struct finish *next; 　　}; 　　int main() 　　{ 　　int row,colum,status=0,i,j,t,temp,processtest; 　　struct allocation *allochead,*alloc1,*alloc2,*alloctemp; 　　struct max *maxhead,*maxium1,*maxium2,*maxtemp; 　　struct available *avahead,*available1,*available2,*workhead,*work1,*work2,*worktemp,*worktemp1; 　　struct need *needhead,*need1,*need2,*needtemp; 　　struct finish *finihead,*finish1,*finish2,*finishtemp; 　　struct path *pathhead,*path1,*path2; 　　printf("\n请输入系统资源的种类数:"); 　　scanf("%d",&colum); 　　printf("请输入现时内存中的进程数:"); 　　scanf("%d",&row); 　　printf("请输入已分配资源矩阵:\n"); 　　for(i=0;i<row;i++) 　　{ 　　for (j=0;j<colum;j++) 　　{ 　　printf("请输入已分配给进程 p%d 的 %c 种系统资源:",i,'A'+j); 　　if(status==0) 　　{ 　　allochead=alloc1=alloc2=(struct allocation*)malloc(alloclen); 　　alloc1->next=alloc2->next=NULL; 　　scanf("%d",&allochead->value); 　　status++; 　　} 　　else 　　{ 　　alloc2=(struct allocation *)malloc(alloclen); 　　scanf("%d,%d",&alloc2->value); 　　if(status==1) 　　{ 　　allochead->next=alloc2; 　　status++; 　　} 　　alloc1->next=alloc2; 　　alloc1=alloc2; 　　} 　　} 　　} 　　alloc2->next=NULL; 　　status=0; 　　printf("请输入最大需求矩阵:\n"); 　　for(i=0;i<row;i++) 　　{ 　　for (j=0;j<colum;j++) 　　{ 　　printf("请输入进程 p%d 种类 %c 系统资源最大需求:",i,'A'+j); 　　if(status==0) 　　{ 　　maxhead=maxium1=maxium2=(struct max*)malloc(maxlen); 　　maxium1->next=maxium2->next=NULL; 　　scanf("%d",&maxium1->value); 　　status++; 　　} 　　else 　　{ 　　maxium2=(struct max *)malloc(maxlen); 　　scanf("%d,%d",&maxium2->value); 　　if(status==1) 　　{ 　　maxhead->next=maxium2; 　　status++; 　　} 　　maxium1->next=maxium2; 　　maxium1=maxium2; 　　} 　　} 　　} 　　maxium2->next=NULL; 　　status=0; 　　printf("请输入现时系统剩余的资源矩阵:\n"); 　　for (j=0;j<colum;j++) 　　{ 　　printf("种类 %c 的系统资源剩余:",'A'+j); 　　if(status==0) 　　{ 　　avahead=available1=available2=(struct available*)malloc(avalen); 　　workhead=work1=work2=(struct available*)malloc(avalen); 　　available1->next=available2->next=NULL; 　　work1->next=work2->next=NULL; 　　scanf("%d",&available1->value); 　　work1->value=available1->value; 　　status++; 　　} 　　else 　　{ 　　available2=(struct available*)malloc(avalen); 　　work2=(struct available*)malloc(avalen); 　　scanf("%d,%d",&available2->value); 　　work2->value=available2->value; 　　if(status==1) 　　{ 　　avahead->next=available2; 　　workhead->next=work2; 　　status++; 　　} 　　available1->next=available2; 　　available1=available2; 　　work1->next=work2; 　　work1=work2; 　　} 　　} 　　available2->next=NULL; 　　work2->next=NULL; 　　status=0; 　　alloctemp=allochead; 　　maxtemp=maxhead; 　　for(i=0;i<row;i++) 　　for (j=0;j<colum;j++) 　　{ 　　if(status==0) 　　{ 　　needhead=need1=need2=(struct need*)malloc(needlen); 　　need1->next=need2->next=NULL; 　　need1->value=maxtemp->value-alloctemp->value; 　　status++; 　　} 　　else 　　{ 　　need2=(struct need *)malloc(needlen); 　　need2->value=(maxtemp->value)-(alloctemp->value); 　　if(status==1) 　　{ 　　needhead->next=need2; 　　status++; 　　} 　　need1->next=need2; 　　need1=need2; 　　} 　　maxtemp=maxtemp->next; 　　alloctemp=alloctemp->next; 　　} 　　need2->next=NULL; 　　status=0; 　　for(i=0;i<row;i++) 　　{ 　　if(status==0) 　　{ 　　finihead=finish1=finish2=(struct finish*)malloc(finilen); 　　finish1->next=finish2->next=NULL; 　　finish1->stat=0; 　　status++; 　　} 　　else 　　{ 　　finish2=(struct finish*)malloc(finilen); 　　finish2->stat=0; 　　if(status==1) 　　{ 　　finihead->next=finish2; 　　status++; 　　} 　　finish1->next=finish2; 　　finish1=finish2; 　　} 　　} 　　finish2->next=NULL; /*Initialization compleated*/ 　　status=0; 　　processtest=0; 　　for(temp=0;temp<row;temp++) 　　{ 　　alloctemp=allochead; 　　needtemp=needhead; 　　finishtemp=finihead; 　　worktemp=workhead; 　　for(i=0;i<row;i++) 　　{ 　　worktemp1=worktemp; 　　if(finishtemp->stat==0) 　　{ 　　for(j=0;j<colum;j++,needtemp=needtemp->next,worktemp=worktemp->next) 　　if(needtemp->value<=worktemp->value) 　　processtest++; 　　if(processtest==colum) 　　{ 　　for(j=0;j<colum;j++) 　　{ 　　worktemp1->value+=alloctemp->value; 　　worktemp1=worktemp1->next; 　　alloctemp=alloctemp->next; 　　} 　　if(status==0) 　　{ 　　pathhead=path1=path2=(struct path*)malloc(pathlen); 　　path1->next=path2->next=NULL; 　　path1->value=i; 　　status++; 　　} 　　else 　　{ 　　path2=(struct path*)malloc(pathlen); 　　path2->value=i; 　　if(status==1) 　　{ 　　pathhead->next=path2; 　　status++; 　　} 　　path1->next=path2; 　　path1=path2; 　　} 　　finishtemp->stat=1; 　　} 　　else 　　{ 　　for(t=0;t<colum;t++) 　　alloctemp=alloctemp->next; 　　finishtemp->stat=0; 　　} 　　} 　　else 　　for(t=0;t<colum;t++) 　　{ 　　needtemp=needtemp->next; 　　alloctemp=alloctemp->next; 　　} 　　processtest=0; 　　worktemp=workhead; 　　finishtemp=finishtemp->next; 　　} 　　} 　　path2->next=NULL; 　　finishtemp=finihead; 　　for(temp=0;temp<row;temp++) 　　{ 　　if(finishtemp->stat==0) 　　{ 　　printf("\n系统处于非安全状态!\n"); 　　exit(0); 　　} 　　finishtemp=finishtemp->next; 　　} 　　printf("\n系统处于安全状态.\n"); 　　printf("\n安全序列为: \n"); 　　do 　　{ 　　printf("p%d ",pathhead->value); 　　} 　　while(pathhead=pathhead->next); 　　printf("\n"); 　　return 0; 　　} #include "string.h" #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define M 5 #define N 3 #define FALSE 0 #define TRUE 1 /*M个进程对N类资源最大资源需求量*/ int MAX[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}}; /*系统可用资源数*/ int AVAILABLE[N]={10,5,7}; /*M个进程对N类资源最大资源需求量*/ int ALLOCATION[M][N]={{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0},{0,0,0}}; /*M个进程已经得到N类资源的资源量 */ int NEED[M][N]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}}; /*M个进程还需要N类资源的资源量*/ int Request[N]={0,0,0}; void main() { int i=0,j=0; char flag='Y'; void showdata(); void changdata(int); void rstordata(int); int chkerr(int); showdata(); while(flag=='Y'||flag=='y') { i=-1; while(i<0||i>=M) { printf("请输入需申请资源的进程号（从0到"); printf("%d",M-1); printf("，否则重输入!）:"); scanf("%d",&i); if(i<0||i>=M)printf("输入的进程号不存在，重新输入!\n"); } printf("请输入进程"); printf("%d",i); printf("申请的资源数\n"); for (j=0;j<N;j++) { printf("资源"); printf("%d",j); printf(":"); scanf("%d",&Request[j]); if(Request[j]>NEED[i][j]) { printf("进程"); printf("%d",i); printf("申请的资源数大于进程"); printf("%d",i); printf("还需要"); printf("%d",j); printf("类资源的资源量!申请不合理，出错!请重新选择!\n"); /*printf("申请不合理，出错!请重新选择!\n");*/ flag='N'; break; } else { if(Request[j]>AVAILABLE[j]) { printf("进程"); printf("%d",i); printf("申请的资源数大于系统可用"); printf("%d",j); printf("类资源的资源量!申请不合理，出错!请重新选择!\n"); /*printf("申请不合理，出错!请重新选择!\n");*/ flag='N'; break; } } } if(flag=='Y'||flag=='y') { changdata(i); if(chkerr(i)) { rstordata(i); showdata(); } else showdata(); } else showdata(); printf("\n"); printf("是否继续银行家算法演示,按'Y'或'y'键继续,按'N'或'n'键退出演示: "); scanf("%c",&flag); } } void showdata() { int i,j; printf("系统可用的资源数为:\n"); printf(" "); for (j=0;j<N;j++){ printf(" 资源"); printf("%d",j); printf(":"); printf("%d",AVAILABLE[j]); /*printf("\n");*/ /* cout<<endl; // cout<<"各进程资源的最大需求量:"<<endl<<endl; // for (i=0;i<M;i++) // { // cout<<"进程"<<i<<":"; // for (j=0;j<N;j++)cout<<" 资源"<<j<<": "<<MAX[i][j]; // cout<<endl; */ } printf("\n"); printf("各进程还需要的资源量:\n"); for (i=0;i<M;i++) { printf(" 进程"); printf("%d",i); printf(":"); for (j=0;j<N;j++){ printf("资源"); printf("%d",j); printf(":"); printf("%d",NEED[i][j]); /*printf("\n");*/ } printf("\n"); } printf("各进程已经得到的资源量: \n"); for (i=0;i<M;i++) { printf(" 进程"); printf("%d",i); /*printf(":\n");*/ for (j=0;j<N;j++){ printf("资源"); printf("%d",j); printf(":"); printf("%d",ALLOCATION[i][j]); /*printf("\n");*/ } printf("\n"); } } void changdata(int k) { int j; for (j=0;j<N;j++) { AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]-Request[j]; ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]+Request[j]; NEED[k][j]=NEED[k][j]-Request[j]; } }; void rstordata(int k) { int j; for (j=0;j<N;j++) { AVAILABLE[j]=AVAILABLE[j]+Request[j]; ALLOCATION[k][j]=ALLOCATION[k][j]-Request[j]; NEED[k][j]=NEED[k][j]+Request[j]; } }; int chkerr(int s) { int WORK,FINISH[M],temp[M]; int i,j,k=0; for(i=0;i<M;i++)FINISH[i]=FALSE; for(j=0;j<N;j++) { WORK=AVAILABLE[j]; i=s; while(i<M) { if (FINISH[i]==FALSE&&NEED[i][j]<=WORK) { WORK=WORK+ALLOCATION[i][j]; FINISH[i]=TRUE; temp[k]=i; k++; i=0; } else { i++; } } for(i=0;i<M;i++) if(FINISH[i]==FALSE) { printf("\n"); printf("系统不安全!!! 本次资源申请不成功!!!\n"); printf("\n"); return 1; } } printf("\n"); printf("经安全性检查，系统安全，本次分配成功。\n"); printf("\n"); printf(" 本次安全序列："); for(i=0;i<M;i++){ printf("进程"); printf("%d",temp[i]); printf("->"); } printf("\n"); return 0; }

银行家算法是一种用于解决死锁问题的经典算法，它主要涉及操作系统资源分配管理和线程同步控制。在C语言中，我们可以使用数据结构来模拟这个过程，以下是关键的数据结构和概念： 1. **矩阵**（资源矩阵或矩阵数组）：用于表示系统中的进程和它们对各种资源的需求，矩阵的行代表进程，列代表资源。 2. **进程队列**（进程表）：包含当前已分配资源的进程列表。 3. **资源矩阵**（矩阵状态）：每个进程的状态表示为一个行向量，包括当前已分配的资源数量和最大需求量。 4. **银行家矩阵**（矩阵）：存储系统中每种资源的最大可用量和剩余量。 5. **银行家状态**（全局变量）：包含当前系统是否安全（无死锁风险）、可用资源总量以及各个资源的分配情况。 6. **临界资源列表**：存储资源的类型，以便于检查是否有循环等待。 7. **请求矩阵**（进程请求）：记录每个进程尚未满足的资源请求。在C语言实现中，你可以用数组或结构体来表示这些数据结构，例如定义一个`Process`结构体来存储进程信息，用二维数组或动态分配内存来存储矩阵。核心算法会包括资源分配检查、资源增加检查等步骤。

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