C语言实现随机分配算法和银行家算法

时间: 2023-10-26 17:15:01 浏览: 60
1. 随机分配算法 随机分配算法是一种简单的资源分配算法,适用于资源数量较少,进程数量较多的情况。其基本思路是随机地将进程请求的资源分配给它们。 以下是一个C语言实现随机分配算法的简单示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define MAX_PROCESS 10 // 最大进程数量 #define MAX_RESOURCE 5 // 最大资源数量 int main() { int available[MAX_RESOURCE]; // 可用资源 int allocation[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; // 分配矩阵 int request[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; // 请求矩阵 int need[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; // 需求矩阵 int work[MAX_RESOURCE]; // 工作向量 int finish[MAX_PROCESS] = {0}; // 完成进程标记 int safe[MAX_PROCESS]; // 安全序列 int num_process, num_resource, i, j, k, count = 0; srand(time(0)); // 设置随机种子 // 输入进程和资源数量 printf("Enter the number of processes: "); scanf("%d", &num_process); printf("Enter the number of resources: "); scanf("%d", &num_resource); // 输入可用资源 printf("Enter the available resources:\n"); for (i = 0; i < num_resource; i++) { printf("Resource %d: ", i + 1); scanf("%d", &available[i]); } // 随机生成分配矩阵和请求矩阵 for (i = 0; i < num_process; i++) { for (j = 0; j < num_resource; j++) { allocation[i][j] = rand() % (available[j] + 1); // 分配矩阵随机生成 need[i][j] = rand() % (available[j] - allocation[i][j] + 1); // 需求矩阵随机生成 request[i][j] = rand() % (need[i][j] + 1); // 请求矩阵随机生成 } } // 输出分配矩阵、需求矩阵和请求矩阵 printf("\nAllocation Matrix:\n"); for (i = 0; i < num_process; i++) { for (j = 0; j < num_resource; j++) { printf("%d ", allocation[i][j]); } printf("\n"); } printf("\nNeed Matrix:\n"); for (i = 0; i < num_process; i++) { for (j = 0; j < num_resource; j++) { printf("%d ", need[i][j]); } printf("\n"); } printf("\nRequest Matrix:\n"); for (i = 0; i < num_process; i++) { for (j = 0; j < num_resource; j++) { printf("%d ", request[i][j]); } printf("\n"); } // 初始化工作向量 for (i = 0; i < num_resource; i++) { work[i] = available[i]; } // 执行随机分配算法 while (count < num_process) { int found = 0; for (i = 0; i < num_process; i++) { if (!finish[i]) { int flag = 1; for (j = 0; j < num_resource; j++) { if (need[i][j] > work[j]) { flag = 0; break; } } if (flag) { for (j = 0; j < num_resource; j++) { work[j] += allocation[i][j]; } finish[i] = 1; safe[count++] = i; found = 1; } } } if (!found) { printf("System is not in safe state.\n"); exit(0); } } // 输出安全序列 printf("\nSafe sequence: "); for (i = 0; i < num_process; i++) { printf("%d ", safe[i]); } printf("\n"); return 0; } ``` 2. 银行家算法 银行家算法是一种避免死锁的资源分配算法,它根据系统当前的资源情况,预测将来可能需要的资源量,以此决定是否分配资源。 以下是一个C语言实现银行家算法的简单示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_PROCESS 10 // 最大进程数量 #define MAX_RESOURCE 5 // 最大资源数量 void print_matrix(int matrix[][MAX_RESOURCE], int n, int m) { int i, j; for (i = 0; i < n; i++) { for (j = 0; j < m; j++) { printf("%d ", matrix[i][j]); } printf("\n"); } } int main() { int available[MAX_RESOURCE]; // 可用资源 int allocation[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; // 分配矩阵 int request[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; // 请求矩阵 int need[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE]; // 需求矩阵 int work[MAX_RESOURCE]; // 工作向量 int finish[MAX_PROCESS] = {0}; // 完成进程标记 int safe[MAX_PROCESS]; // 安全序列 int num_process, num_resource, i, j, k = 0; // 输入进程和资源数量 printf("Enter the number of processes: "); scanf("%d", &num_process); printf("Enter the number of resources: "); scanf("%d", &num_resource); // 输入可用资源 printf("Enter the available resources:\n"); for (i = 0; i < num_resource; i++) { printf("Resource %d: ", i + 1); scanf("%d", &available[i]); } // 输入分配矩阵 printf("Enter the allocation matrix:\n"); for (i = 0; i < num_process; i++) { printf("Process %d: ", i + 1); for (j = 0; j < num_resource; j++) { scanf("%d", &allocation[i][j]); } } // 输入需求矩阵 printf("Enter the need matrix:\n"); for (i = 0; i < num_process; i++) { printf("Process %d: ", i + 1); for (j = 0; j < num_resource; j++) { scanf("%d", &need[i][j]); } } // 初始化工作向量 for (i = 0; i < num_resource; i++) { work[i] = available[i]; } // 执行银行家算法 while (k < num_process) { int found = 0; for (i = 0; i < num_process; i++) { if (!finish[i]) { int flag = 1; for (j = 0; j < num_resource; j++) { if (need[i][j] > work[j]) { flag = 0; break; } } if (flag) { for (j = 0; j < num_resource; j++) { work[j] += allocation[i][j]; } finish[i] = 1; safe[k++] = i; found = 1; } } } if (!found) { printf("System is in deadlock state.\n"); exit(0); } } // 输出安全序列 printf("Safe sequence: "); for (i = 0; i < num_process; i++) { printf("%d ", safe[i]); } printf("\n"); // 输入请求矩阵 printf("Enter the request matrix:\n"); int process_id; printf("Process ID: "); scanf("%d", &process_id); printf("Request: "); for (i = 0; i < num_resource; i++) { scanf("%d", &request[process_id][i]); } // 判断请求是否合法 for (i = 0; i < num_resource; i++) { if (request[process_id][i] > need[process_id][i]) { printf("Request is invalid.\n"); exit(0); } if (request[process_id][i] > available[i]) { printf("Request is invalid.\n"); exit(0); } } // 尝试分配资源 for (i = 0; i < num_resource; i++) { work[i] = available[i] - request[process_id][i]; allocation[process_id][i] += request[process_id][i]; need[process_id][i] -= request[process_id][i]; available[i] = work[i]; } // 执行银行家算法 for (i = 0; i < num_process; i++) { finish[i] = 0; } k = 0; while (k < num_process) { int found = 0; for (i = 0; i < num_process; i++) { if (!finish[i]) { int flag = 1; for (j = 0; j < num_resource; j++) { if (need[i][j] > work[j]) { flag = 0; break; } } if (flag) { for (j = 0; j < num_resource; j++) { work[j] += allocation[i][j]; } finish[i] = 1; safe[k++] = i; found = 1; } } } if (!found) { printf("System is in deadlock state.\n"); exit(0); } } // 输出安全序列 printf("Safe sequence: "); for (i = 0; i < num_process; i++) { printf("%d ", safe[i]); } printf("\n"); return 0; } ```

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