页面置换算法c++

以下是C++实现的页面置换算法：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <unordered_map>
using namespace std;

// 定义页面结构体
struct Page {
    int id;          // 页面ID
    bool valid;      // 有效位
    int lastAccess;  // 最近访问时间
};

// 定义页面置换算法类
class PageReplacement {
private:
    int size;                       // 物理内存大小
    vector<Page> memory;            // 物理内存
    queue<int> accessQueue;         // 访问队列
    unordered_map<int, int> lookup; // 页面ID和内存下标的映射表
public:
    PageReplacement(int size) {
        this->size = size;
        memory = vector<Page>(size, {-1, false, 0});
    }
    void access(int pageId) {
        if (lookup.find(pageId) == lookup.end()) {
            // 页面不在物理内存中
            cout << "页面 " << pageId << " 不在内存中，发生缺页中断" << endl;
            if (accessQueue.size() == size) {
                // 物理内存已满，需要进行页面置换
                int index = -1;
                int minLastAccess = INT_MAX;
                for (int i = 0; i < size; i++) {
                    if (memory[i].lastAccess < minLastAccess) {
                        index = i;
                        minLastAccess = memory[i].lastAccess;
                    }
                }
                Page p = memory[index];
                lookup.erase(p.id);
                memory[index] = {pageId, true, 0};
                accessQueue.push(pageId);
                lookup[pageId] = index;
                cout << "页面 " << p.id << " 被页面 " << pageId << " 替换" << endl;
            } else {
                // 物理内存未满，直接将页面调入内存
                int index = accessQueue.size();
                memory[index] = {pageId, true, 0};
                accessQueue.push(pageId);
                lookup[pageId] = index;
            }
        } else {
            // 页面已在物理内存中
            int index = lookup[pageId];
            memory[index].valid = true;
            memory[index].lastAccess = 0;
            cout << "页面 " << pageId << " 在内存中，无需调入" << endl;
        }
        // 更新访问队列和映射表中的页面的最近访问时间
        int n = accessQueue.size();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            int pageId = accessQueue.front();
            accessQueue.pop();
            int index = lookup[pageId];
            memory[index].lastAccess++;
            accessQueue.push(pageId);
        }
    }
};

int main() {
    PageReplacement pr(3);
    pr.access(1);
    pr.access(2);
    pr.access(3);
    pr.access(4);
    pr.access(1);
    pr.access(5);
    pr.access(2);
    pr.access(4);
    pr.access(3);
    pr.access(5);
    return 0;
}

上述代码中，使用 `Page` 结构体表示页面，包括页面 ID、有效位和最近访问时间。使用 `PageReplacement` 类表示页面置换算法，包括物理内存大小、物理内存、访问队列和页面ID和内存下标的映射表。其中，`access` 方法用于模拟进程访问页面的过程，在访问过程中，如果页面不在物理内存中，就会发生缺页中断，需要进行页面置换。在 `main` 函数中，我们定义了一个示例，演示了页面置换算法的使用过程。