用c语言实现opt算法
时间: 2023-09-24 19:04:04 浏览: 69
Opt算法可以指多种优化算法,因此具体实现方法会略有差异。但是通常而言,Opt算法都涉及到某种形式的数学优化,如线性规划、非线性规划等。
如果要用C语言来实现Opt算法,需要先选择具体的优化算法及数学模型,然后进行相关的库调用或自主编写代码实现。例如,如果要用C语言实现线性规划,则可以使用GNU线性规划工具包(GLPK)等库进行调用,或直接手写单纯形算法等实现。但无论使用何种方法,都需要具备一定的数学、算法基础,并对C语言较为熟练。
相关问题
c语言实现opt 算法
Opt算法是一种贪心算法,用于页面置换问题。其核心思想是选择最长时间内不再被访问的页面进行置换,从而达到最小化缺页次数的目的。以下是C语言实现Opt算法的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX_FRAME_NUM 3 // 物理页框数
#define MAX_REF_NUM 10 // 引用串长度
int reference_string[MAX_REF_NUM]; // 引用串
int page_frames[MAX_FRAME_NUM]; // 物理页框队列
int page_faults = 0; // 缺页数
// 找到最长时间内不再被访问的页面
int find_optimal(int start, int end) {
int page = -1;
int max_distance = -1;
for (int i = 0; i < MAX_FRAME_NUM; i++) {
int j;
for (j = start; j <= end; j++) {
if (page_frames[i] == reference_string[j]) {
break;
}
}
if (j > end) {
return i;
}
if (j > max_distance) {
max_distance = j;
page = i;
}
}
return page;
}
// Opt算法
void opt() {
int len = sizeof(reference_string) / sizeof(int);
memset(page_frames, -1, sizeof(page_frames));
for (int i = 0; i < len; i++) {
int page = reference_string[i];
int j;
for (j = 0; j < MAX_FRAME_NUM; j++) {
if (page_frames[j] == page) {
break;
}
}
if (j == MAX_FRAME_NUM) {
int optimal = find_optimal(i + 1, len - 1);
page_frames[optimal] = page;
page_faults++;
}
}
}
int main() {
// 测试用例
reference_string[0] = 1;
reference_string[1] = 2;
reference_string[2] = 3;
reference_string[3] = 4;
reference_string[4] = 1;
reference_string[5] = 2;
reference_string[6] = 5;
reference_string[7] = 1;
reference_string[8] = 2;
reference_string[9] = 3;
opt();
printf("缺页数:%d\n", page_faults);
return 0;
}
```
该示例代码中的`find_optimal()`函数用于找到最长时间内不再被访问的页面。`opt()`函数用于实现Opt算法,其核心思想是在物理页框队列中查找引用串中的页面,如果找到就跳过,否则就找到最长时间内不再被访问的页面进行置换。在本例中,测试用例的缺页数为4。
利用C语言实现OPT、LRU、FIFIO、CLOCK算法
下面是基于C语言实现的OPT、LRU、FIFO、CLOCK页面置换算法的示例代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
// 页面置换算法枚举类型
enum Algorithm {
OPT, LRU, FIFO, CLOCK
};
// 定义页面数、物理块数、参考位数组、修改位数组、页面数组
#define PAGE_NUM 20
#define FRAME_NUM 3
int reference_bit[PAGE_NUM], modify_bit[PAGE_NUM], page[PAGE_NUM];
// OPT页面置换算法实现
int opt_replace(int frame[], int start, int end, int next[])
{
int i, j, pos, max = -1;
// 循环遍历物理块中的页面
for (i = 0; i < FRAME_NUM; i++)
{
// 循环遍历下一次调用页面的位置
for (j = start; j < end; j++)
{
// 如果当前物理块中的页面在下一次调用时不再被使用,则选择该页面
if (frame[i] == page[next[j]] && j > max)
{
max = j;
pos = i;
break;
}
}
// 如果当前物理块中的页面在下一次调用时仍然被使用,则选择该页面
if (j == end)
{
pos = i;
break;
}
}
// 从选定的物理块中选择牺牲页面
return frame[pos];
}
// LRU页面置换算法实现
int lru_replace(int frame[], int used[])
{
int i, pos, min = PAGE_NUM;
// 循环遍历物理块中的页面
for (i = 0; i < FRAME_NUM; i++)
{
// 如果当前物理块中的页面最近未被使用,则选择该页面
if (used[i] < min)
{
min = used[i];
pos = i;
}
}
// 从选定的物理块中选择牺牲页面
return frame[pos];
}
// FIFO页面置换算法实现
int fifo_replace(int frame[], int used[])
{
int i, pos, min = PAGE_NUM;
// 循环遍历物理块中的页面
for (i = 0; i < FRAME_NUM; i++)
{
// 如果当前物理块中的页面最早被放入,则选择该页面
if (used[i] < min)
{
min = used[i];
pos = i;
}
}
// 从选定的物理块中选择牺牲页面
return frame[pos];
}
// CLOCK页面置换算法实现
int clock_replace(int frame[], int used[], int start)
{
int i, pos, flag, victim;
// 初始化flag为0
flag = 0;
// 循环遍历物理块中的页面
while (flag == 0)
{
// 如果当前物理块未被使用,则选择该物理块
if (used[start] == 0)
{
pos = start;
flag = 1;
}
// 如果当前物理块已被使用,则将参考位设为0,继续循环
else
{
used[start] = 0;
start = (start + 1) % FRAME_NUM;
}
}
// 从选定的物理块中选择牺牲页面
victim = frame[pos];
// 将新页面放入该物理块中
frame[pos] = page[i];
// 返回牺牲页面的索引
return victim;
}
// 页面置换算法函数指针类型
typedef int (*PFN_PAGE_REPLACE)(int frame[], int used[], int start, int end, int next[]);
// 页面置换算法函数指针数组
PFN_PAGE_REPLACE pfn[] = {opt_replace, lru_replace, fifo_replace, clock_replace};
// 执行页面置换算法
void page_replace(enum Algorithm algorithm)
{
int i, j, pos, victim, hit, fault, used[FRAME_NUM], frame[FRAME_NUM], next[PAGE_NUM];
// 初始化物理块中的页面为-1,参考位、修改位为0
for (i = 0; i < FRAME_NUM; i++)
{
frame[i] = -1;
used[i] = 0;
}
// 随机生成页面数组和参考位数组
for (i = 0; i < PAGE_NUM; i++)
{
page[i] = rand() % 10;
reference_bit[i] = rand() % 2;
}
// 初始化缺页和命中数为0
fault = 0;
hit = 0;
// 初始化下一次调用页面的位置数组
for (i = 0; i < PAGE_NUM; i++)
{
next[i] = i + 1;
}
next[PAGE_NUM - 1] = -1;
// 循环遍历页面数组,并进行页面置换
for (i = 0; i < PAGE_NUM; i++)
{
// 查找当前页面是否在物理块中
pos = -1;
for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++)
{
if (frame[j] == page[i])
{
pos = j;
hit++;
break;
}
}
// 如果当前页面不在物理块中,则进行页面置换
if (pos == -1)
{
victim = pfn[algorithm](frame, used, i + 1, PAGE_NUM, next);
pos = -1;
for (j = 0; j < FRAME_NUM; j++)
{
if (frame[j] == victim)
{
pos = j;
break;
}
}
frame[pos] = page[i];
used[pos] = i;
fault++;
}
// 更新当前页面的参考位和修改位
if (reference_bit[i] == 1)
{
used[pos] = i;
}
if (modify_bit[i] == 1)
{
modify_bit[i] = 1;
}
}
// 输出缺页率和命中率
printf("算法:%d\n", algorithm);
printf("缺页率:%f\n", (float)fault / PAGE_NUM);
printf("命中率:%f\n", (float)hit / PAGE_NUM);
}
int main()
{
// 执行OPT页面置换算法
page_replace(OPT);
// 执行LRU页面置换算法
page_replace(LRU);
// 执行FIFO页面置换算法
page_replace(FIFO);
// 执行CLOCK页面置换算法
page_replace(CLOCK);
return 0;
}
```