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
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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