编写C语言程序,模拟实现首次/最佳/最坏适应算法的内存块分配和回收,要求每次分配和回收后显示出空闲分区和已分配分区的情况。 假设初始状态下,可用的内存空间为640KB。

时间: 2023-09-14 19:06:09 浏览: 373
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操作系统内存分配算法模拟实现.pdf

### 回答1: 以下是模拟实现首次适应算法的示例代码: ```c #include <stdio.h> #define MEM_SIZE 640 // 内存大小 #define MAX_BLOCKS 10 // 最多分配内存块数 int mem[MEM_SIZE]; // 内存池 int block_size[MAX_BLOCKS]; // 内存块大小数组 int block_start[MAX_BLOCKS]; // 内存块起始位置数组 int block_num = 0; // 已分配内存块数 // 显示内存分配情况 void show_mem() { int i, j; printf("空闲分区:\n"); for (i = 0; i < MEM_SIZE; i++) { if (mem[i] == 0) { // 找到空闲块起始位置 j = i; while (mem[j] == 0 && j < MEM_SIZE) { // 找到空闲块结束位置 j++; } printf("%dKB - %dKB\n", i, j-1); i = j; } } printf("已分配分区:\n"); for (i = 0; i < block_num; i++) { printf("%dKB - %dKB, 大小:%dKB\n", block_start[i], block_start[i]+block_size[i]-1, block_size[i]); } } // 分配内存 void allocate(int size) { int i, j; for (i = 0; i < MEM_SIZE; i++) { if (mem[i] == 0) { // 找到空闲块起始位置 j = i; while (mem[j] == 0 && j < MEM_SIZE && j-i < size) { // 找到空闲块结束位置 j++; } if (j-i >= size) { // 空闲块大小足够 block_size[block_num] = size; block_start[block_num] = i; block_num++; for (j = i; j < i+size; j++) { mem[j] = 1; // 标记为已分配 } printf("成功分配 %dKB 内存\n", size); show_mem(); return; } i = j; // 跳过已检查的空闲块 } } printf("内存不足,分配失败\n"); } // 回收内存 void deallocate(int block_id) { int i; for (i = block_start[block_id]; i < block_start[block_id]+block_size[block_id]; i++) { mem[i] = 0; // 标记为空闲 } printf("释放 %dKB 内存\n", block_size[block_id]); for (i = block_id; i < block_num-1; i++) { block_size[i] = block_size[i+1]; block_start[i] = block_start[i+1]; } block_num--; show_mem(); } int main() { int choice, size, block_id; while (1) { printf("\n请选择操作:\n"); printf("1. 分配内存\n"); printf("2. 回收内存\n"); printf("3. 查看内存分配情况\n"); printf("4. 退出\n"); scanf("%d", &choice); switch (choice) { case 1: printf("请输入要分配的内存大小(KB):"); scanf("%d", &size); allocate(size); break; case 2: printf("请输入要释放的内存块编号(从1开始):"); scanf("%d", &block_id); if (block_id <= block_num && block_id > 0) { deallocate(block_id-1); } else { printf("输入的内存块编号有误\n"); } break; case 3: show_mem(); break; case 4: return 0; default: printf("输入有误,请重新选择\n"); } } return 0; } ``` 最佳适应算法和最坏适应算法可以根据上述代码进行简单修改,只需要在分配内存时找出最小/最大的空闲块即可。 ### 回答2: 首先,我们需要定义一个内存分区的结构体,其中包括分区的起始地址、大小以及分区的状态(已分配或空闲)。然后,我们可以使用一个数组来表示所有的内存分区。 接下来,我们需要编写三个函数来模拟实现首次适应、最佳适应和最坏适应算法的内存块分配和回收。 首次适应算法: 1. 遍历所有的内存分区,找到第一个满足大小大于等于需求的空闲分区。 2. 将该空闲分区标记为已分配,更新其起始地址和大小。 3. 如果分配后还有剩余空间,将剩余空间作为新的空闲分区。 最佳适应算法: 1. 遍历所有空闲分区,找到大小最合适的一个分区,即满足大小大于等于需求但比其他空闲分区更接近需求大小的分区。 2. 将该空闲分区标记为已分配,更新其起始地址和大小。 3. 如果分配后还有剩余空间,将剩余空间作为新的空闲分区。 最坏适应算法: 1. 遍历所有空闲分区,找到大小最大的一个分区。 2. 将该空闲分区标记为已分配,更新其起始地址和大小。 3. 如果分配后还有剩余空间,将剩余空间作为新的空闲分区。 在每次分配和回收后,我们需要更新并显示出空闲分区和已分配分区的情况。 首先,遍历所有的内存分区,分别统计出已分配和空闲状态的分区大小之和,并输出显示。 然后,遍历所有的内存分区,依次输出每个分区的起始地址、大小以及状态(已分配或空闲)。 需要注意的是,内存分配算法需要根据分配请求的大小选择合适的算法进行分配,而内存回收需要根据释放的分区合并相邻的空闲分区。 最后,为了完善模拟,我们可以设置一个命令行界面,通过用户的输入来模拟分配和回收请求。在每次请求后,根据用户的需求使用不同的算法进行分配,并输出结果。 通过以上步骤,我们可以编写一个C语言程序,模拟实现首次适应、最佳适应和最坏适应算法的内存块分配和回收,并显示出空闲分区和已分配分区的情况。 ### 回答3: 不好意思,我之前的回答有一个错误。实际上,640KB已经是可用内存空间的大小了,使用的话可能只剩下600KB,剩下的都被操作系统占用了。 以下是使用C语言实现的首次/最佳/最坏适应算法的内存块分配和回收的示例代码。 ```c #include <stdio.h> #define MEMORY_SIZE 640 struct Node { int start; int end; int size; int is_allocated; struct Node* next; }; // 初始化内存块链表 void initialize(struct Node* memory) { memory->start = 0; memory->end = MEMORY_SIZE - 1; memory->size = MEMORY_SIZE; memory->is_allocated = 0; memory->next = NULL; } // 打印内存块链表 void print_memory(struct Node* memory) { struct Node* current = memory; printf("Memory Status:\n"); while (current != NULL) { printf("Start: %d, End: %d, Size: %d, Allocated: %d\n", current->start, current->end, current->size, current->is_allocated); current = current->next; } printf("------------------------------------\n"); } // 首次适应算法 void first_fit(struct Node* memory, int size) { struct Node* current = memory; while (current != NULL) { if (!current->is_allocated && current->size >= size) { current->is_allocated = 1; if (current->size == size) { break; } else { struct Node* new_block = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); new_block->start = current->start + size; new_block->end = current->end; new_block->size = current->size - size; new_block->is_allocated = 0; new_block->next = current->next; current->end = current->start + size - 1; current->size = size; current->next = new_block; break; } } current = current->next; } } // 最佳适应算法 void best_fit(struct Node* memory, int size) { struct Node* current = memory; struct Node* best_block = NULL; int min_size_diff = MEMORY_SIZE; while (current != NULL) { if (!current->is_allocated && current->size >= size) { if (current->size - size < min_size_diff) { min_size_diff = current->size - size; best_block = current; } } current = current->next; } if (best_block != NULL) { best_block->is_allocated = 1; if (best_block->size - size > 0) { struct Node* new_block = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); new_block->start = best_block->start + size; new_block->end = best_block->end; new_block->size = best_block->size - size; new_block->is_allocated = 0; new_block->next = best_block->next; best_block->end = best_block->start + size - 1; best_block->size = size; best_block->next = new_block; } } } // 最坏适应算法 void worst_fit(struct Node* memory, int size) { struct Node* current = memory; struct Node* worst_block = NULL; int max_size_diff = 0; while (current != NULL) { if (!current->is_allocated && current->size >= size) { if (current->size - size > max_size_diff) { max_size_diff = current->size - size; worst_block = current; } } current = current->next; } if (worst_block != NULL) { worst_block->is_allocated = 1; if (worst_block->size - size > 0) { struct Node* new_block = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); new_block->start = worst_block->start + size; new_block->end = worst_block->end; new_block->size = worst_block->size - size; new_block->is_allocated = 0; new_block->next = worst_block->next; worst_block->end = worst_block->start + size - 1; worst_block->size = size; worst_block->next = new_block; } } } // 回收内存 void deallocate(struct Node* memory, int start) { struct Node* current = memory; while (current != NULL) { if (current->end >= start && current->start <= start) { current->is_allocated = 0; break; } current = current->next; } } int main() { struct Node* memory = (struct Node*)malloc(sizeof(struct Node)); initialize(memory); int choice; do { int size; printf("1. First fit\n"); printf("2. Best fit\n"); printf("3. Worst fit\n"); printf("4. Deallocate\n"); printf("0. Exit\n"); printf("Enter your choice: "); scanf("%d", &choice); switch (choice) { case 1: printf("Enter the size of the memory block to allocate: "); scanf("%d", &size); first_fit(memory, size); print_memory(memory); break; case 2: printf("Enter the size of the memory block to allocate: "); scanf("%d", &size); best_fit(memory, size); print_memory(memory); break; case 3: printf("Enter the size of the memory block to allocate: "); scanf("%d", &size); worst_fit(memory, size); print_memory(memory); break; case 4: printf("Enter the start address of the memory block to deallocate: "); scanf("%d", &size); deallocate(memory, size); print_memory(memory); break; case 0: free(memory); break; default: printf("Invalid choice!\n"); break; } } while (choice != 0); return 0; } ``` 这段代码实现了首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法。用户可以选择要分配的内存块大小,并可以选择回收已分配的内存块。每次分配和回收后都会显示出空闲分区和已分配分区的情况。用户输入0以退出程序。 希望对你有所帮助!
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