银行家算法C语言代码详解

银行家算法用于避免死锁，确保系统资源的分配是安全的。下面是一个简单的银行家算法的C语言代码实现，该代码实现了以下函数：

- `request_resources()`：请求资源
- `release_resources()`：释放资源
- `is_safe()`：判断当前状态是否安全

注意，这里的资源是指系统中的各种资源，如内存、I/O设备等。每个进程都会请求一定数量的资源，并在使用完这些资源后释放它们。

#include <stdio.h>
#define MAX_PROCESSES 10
#define MAX_RESOURCES 10

int available[MAX_RESOURCES];
int maximum[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES];
int allocation[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES];
int need[MAX_PROCESSES][MAX_RESOURCES];
int num_processes;
int num_resources;

int request_resources(int pid, int request[]) {
    int i;
    for (i = 0; i < num_resources; i++) {
        if (request[i] > need[pid][i]) {
            return -1;
        }
        if (request[i] > available[i]) {
            return -1;
        }
    }
    for (i = 0; i < num_resources; i++) {
        available[i] -= request[i];
        allocation[pid][i] += request[i];
        need[pid][i] -= request[i];
    }
    if (is_safe()) {
        return 0;
    } else {
        for (i = 0; i < num_resources; i++) {
            available[i] += request[i];
            allocation[pid][i] -= request[i];
            need[pid][i] += request[i];
        }
        return -1;
    }
}

int release_resources(int pid, int release[]) {
    int i;
    for (i = 0; i < num_resources; i++) {
        available[i] += release[i];
        allocation[pid][i] -= release[i];
        need[pid][i] += release[i];
    }
    return 0;
}

int is_safe() {
    int i, j, k;
    int work[MAX_RESOURCES];
    int finish[MAX_PROCESSES];
    for (i = 0; i < num_resources; i++) {
        work[i] = available[i];
    }
    for (i = 0; i < num_processes; i++) {
        finish[i] = 0;
    }
    for (i = 0; i < num_processes; i++) {
        if (finish[i] == 0) {
            for (j = 0; j < num_resources; j++) {
                if (need[i][j] > work[j]) {
                    break;
                }
            }
            if (j == num_resources) {
                finish[i] = 1;
                for (k = 0; k < num_resources; k++) {
                    work[k] += allocation[i][k];
                }
                i = -1;
            }
        }
    }
    for (i = 0; i < num_processes; i++) {
        if (finish[i] == 0) {
            return 0;
        }
    }
    return 1;
}

在上面的代码中，`available`数组表示每个资源当前可用的数量；`maximum`数组表示每个进程最多需要的每个资源的数量；`allocation`数组表示每个进程已分配的资源数量；`need`数组表示每个进程还需要的资源数量。

`request_resources()`函数用于请求资源。如果请求的资源超过了进程所需要的资源数量或者超过了当前可用的资源数量，该函数将返回-1，表示请求失败。否则，该函数将分配请求的资源，并调用`is_safe()`函数判断当前状态是否安全。如果是安全的，该函数将返回0，否则将释放分配的资源，并返回-1。

`release_resources()`函数用于释放资源。该函数将释放进程已分配的资源，并更新`available`、`allocation`和`need`数组。

`is_safe()`函数用于判断当前状态是否安全。该函数首先初始化`work`数组为当前可用的资源数量，`finish`数组为0。然后对于每个未完成的进程，检查它是否需要的每个资源数量都小于等于`work`数组中的相应资源数量。如果是，将该进程标记为完成，并将它已分配的资源释放到`work`数组中。如果所有进程都完成了，返回1，否则返回0。

在实际使用中，需要根据具体情况修改上面的代码。例如，可以在`request_resources()`和`release_resources()`函数中添加一些输出语句，以便调试和测试。