c语言编程实现请求分页存储管理页面Optimal、FIFO、LRU置换算法都在一个主函数中体现

好的，下面是实现请求分页存储管理页面Optimal、FIFO、LRU置换算法的C语言代码，它们都在一个主函数中体现：

#include <stdio.h>
#define FRAME_NUM 3 // 物理块数
#define PAGE_NUM 12 // 页面数

// 定义页面结构体
struct Page {
    int id; // 页面号码
    int counter; // 计数器
    int flag; // 标记是否在内存中
};

// 初始化页面数组
void init_pages(struct Page pages[PAGE_NUM]) {
    for (int i = 0; i < PAGE_NUM; i++) {
        pages[i].id = i;
        pages[i].counter = 0;
        pages[i].flag = 0;
    }
}

// 打印页面数组
void print_pages(struct Page pages[PAGE_NUM]) {
    for (int i = 0; i < PAGE_NUM; i++) {
        printf("Page %d: ", pages[i].id);
        if (pages[i].flag == 1) {
            printf("in memory\n");
        } else {
            printf("not in memory\n");
        }
    }
}

// Optimal算法实现
int optimal(struct Page pages[PAGE_NUM], int memory[FRAME_NUM], int current) {
    int max = -1, index = -1;
    for (int i = 0; i < FRAME_NUM; i++) {
        int found = 0;
        for (int j = current; j < PAGE_NUM; j++) {
            if (memory[i] == pages[j].id) {
                found = 1;
                if (j > max) {
                    max = j;
                    index = i;
                }
                break;
            }
        }
        if (found == 0) {
            index = i;
            return index;
        }
    }
    return index;
}

// FIFO算法实现
int fifo(struct Page pages[PAGE_NUM], int memory[FRAME_NUM], int current) {
    static int index = 0;
    int temp = memory[index];
    memory[index] = pages[current].id;
    index = (index + 1) % FRAME_NUM;
    return temp;
}

// LRU算法实现
int lru(struct Page pages[PAGE_NUM], int memory[FRAME_NUM], int current) {
    int min = 9999, index = -1;
    for (int i = 0; i < FRAME_NUM; i++) {
        if (pages[memory[i]].counter < min) {
            min = pages[memory[i]].counter;
            index = i;
        }
    }
    pages[memory[index]].counter = current;
    return index;
}

int main() {
    int requests[PAGE_NUM] = {0, 1, 2, 3, 2, 4, 5, 3, 4, 6, 5, 3}; // 请求序列
    struct Page pages[PAGE_NUM]; // 页面数组
    int memory[FRAME_NUM] = {-1, -1, -1}; // 内存数组
    int page_faults = 0; // 缺页数

    // 初始化页面数组
    init_pages(pages);

    // 遍历请求序列
    for (int i = 0; i < PAGE_NUM; i++) {
        int current = requests[i];
        // 如果页面不在内存中
        if (pages[current].flag == 0) {
            printf("Page %d is not in memory, page fault occurs\n", current);
            int index = optimal(pages, memory, i);
            //int index = fifo(pages, memory, i);
            //int index = lru(pages, memory, i);
            memory[index] = current;
            pages[current].flag = 1;
            page_faults++;
        } else {
            printf("Page %d is already in memory\n", current);
        }
        // 打印当前内存中的页面情况
        print_pages(pages);
        printf("\n");
    }

    printf("Total page faults: %d\n", page_faults);
    return 0;
}

在这个程序中，我们定义了一个 `Page` 结构体来表示页面，其中包括页面号码、计数器和标记是否在内存中。我们还定义了三个函数来实现 Optimal、FIFO 和 LRU 算法。在主函数中，我们首先定义了一个请求序列，然后初始化页面数组和内存数组。接着遍历请求序列，如果当前请求的页面不在内存中，我们就使用三种算法中的一种来选择替换页面，并将选中的页面放入内存中。如果当前请求的页面已经在内存中，我们就不需要进行任何操作。最后，我们打印出所有页面的状态以及缺页数。

请注意，在这个程序中，我们只是简单地使用了一个静态的请求序列和一个固定的物理块数。在实际应用中，请求序列和物理块数都是动态变化的，需要根据实际情况进行调整。