c语言实现lru页面置换算法

LRU页面置换算法（Least Recently Used）是一种常见的页面置换算法，其核心原则是置换最近最少使用的页面。实现LRU算法的一种常见方式是使用链表来记录页面的访问顺序，每次访问页面时将其移动到链表头部，当需要置换页面时淘汰链表尾部的页面。

以下是使用C语言实现LRU页面置换算法的示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_PAGE_NUM 10

typedef struct {
    int page_num;
    int access_time;
} Page;

int main() {
    int page_fault_num = 0;
    Page page_list[MAX_PAGE_NUM];
    int page_num_list[MAX_PAGE_NUM] = {0, 1, 2, 3, 2, 4, 3, 2, 1, 2, 0, 1, 7, 6, 3, 4, 5, 6, 2, 1};
    int page_num_list_len = sizeof(page_num_list) / sizeof(int);
    
    for (int i = 0; i < MAX_PAGE_NUM; i++) {
        page_list[i].page_num = -1;
        page_list[i].access_time = -1;
    }
    
    for (int i = 0; i < page_num_list_len; i++) {
        int page_num_to_access = page_num_list[i];
        int page_index_to_access = -1;
        for (int j = 0; j < MAX_PAGE_NUM; j++) {
            if (page_list[j].page_num == page_num_to_access) {
                page_index_to_access = j;
                break;
            }
        }
        if (page_index_to_access == -1) {
            // 缺页，需要淘汰最近最少使用的页面
            page_fault_num++;
            int min_access_time = page_list[0].access_time;
            int min_access_time_page_index = 0;
            for (int j = 1; j < MAX_PAGE_NUM; j++) {
                if (page_list[j].access_time < min_access_time) {
                    min_access_time = page_list[j].access_time;
                    min_access_time_page_index = j;
                }
            }
            page_list[min_access_time_page_index].page_num = page_num_to_access;
            page_list[min_access_time_page_index].access_time = i;
        } else {
            // 命中，将页面移动到链表头部
            page_list[page_index_to_access].access_time = i;
        }
    }
    
    printf("Page fault number: %d", page_fault_num);
    return 0;
}

在本示例代码中，我们使用一个长度为20的整数数组`page_num_list`来表示访问的页面顺序，其中数字0-7表示页面编号，示例代码中访问了20个页面。

程序使用一个长度为10的`Page`结构体数组`page_list`来表示内存中的页面，其中每个元素包含一个页面编号和一个最近访问时间。程序从头到尾遍历`page_num_list`，对于每个访问的页面，程序首先在`page_list`中查找是否已经存在该页面的记录，如果不存在则需要进行页面置换。在进行页面置换时，程序遍历`page_list`中的所有页面，找到最近最少使用的页面，并将其替换为当前访问的页面。如果已经存在该页面，则将其移动到链表头部。

最终程序输出缺页次数。