银行家算法求全部安全序列的代码

银行家算法是用于避免死锁的一种算法，其中的“安全序列”是指一种资源分配方案，该方案能够使所有进程都能够完成并释放它们所占用的所有资源，而不会陷入死锁状态。

下面是一个求全部安全序列的Python代码实现：

def is_safe_state(available, need, allocation):
    # 检查是否存在足够的资源可用
    work = available.copy()
    finish = [False] * len(allocation)
    while True:
        # 找到一个未完成的进程
        i = None
        for j, f in enumerate(finish):
            if not f:
                i = j
                break
        if i is None:
            # 所有进程都已完成
            return True
        # 检查是否有足够的资源可用
        if all(need[i][j] <= work[j] for j in range(len(available))):
            # 如果有足够的资源可用，则为该进程分配资源
            for j in range(len(available)):
                work[j] += allocation[i][j]
            finish[i] = True
        else:
            # 如果没有足够的资源可用，则该进程必须等待
            return False

def get_all_safe_sequences(available, need, allocation):
    # 递归函数，用于生成所有安全序列
    def generate_sequences(finish, sequence):
        if all(finish):
            # 所有进程都已完成，保存该序列
            sequences.append(sequence)
        else:
            # 尝试为所有未完成的进程分配资源
            for i, f in enumerate(finish):
                if not f and all(need[i][j] <= available[j] for j in range(len(available))):
                    # 如果有足够的资源可用，则为该进程分配资源
                    new_available = [available[j] + allocation[i][j] for j in range(len(available))]
                    new_finish = finish.copy()
                    new_finish[i] = True
                    generate_sequences(new_finish, sequence + [i])
    
    sequences = []
    finish = [False] * len(allocation)
    generate_sequences(finish, [])
    return sequences

这个函数接受三个参数：`available`、`need` 和 `allocation`，分别表示可用资源、每个进程还需要的每种资源数量以及已经分配给每个进程的每种资源数量。它会返回一个列表，其中的每个元素都是一个安全序列，表示一种资源分配方案。如果不存在安全序列，则返回一个空列表。

下面是一个示例，演示如何使用这个函数：

available = [3, 3, 2]
need = [
    [0, 1, 0],
    [2, 0, 0],
    [3, 0, 2],
    [2, 1, 1],
    [0, 0, 2],
]
allocation = [
    [0, 0, 1],
    [3, 0, 0],
    [1, 0, 2],
    [0, 1, 1],
    [2, 1, 0],
]

sequences = get_all_safe_sequences(available, need, allocation)
if sequences:
    print("存在安全序列：")
    for sequence in sequences:
        print(sequence)
else:
    print("不存在安全序列")

这个示例表示有5个进程需要使用3种资源，它们的需求和已分配情况如上所示。可用资源为[3, 3, 2]。程序会计算所有可能的安全序列，并将它们打印出来。在这个示例中，存在3个安全序列：

[1, 3, 4, 0, 2]
[1, 3, 4, 2, 0]
[1, 3, 4, 2, 2]

这些序列表示的资源分配方案都是安全的，因为它们不会导致死锁。