虚拟分页存储管理代码

以下是一个简单的虚拟分页存储管理的代码示例：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using namespace std;

struct Page {
    int id;
    bool in_memory;
    Page(int i) : id(i), in_memory(false) {}
};

class PagingManager {
private:
    vector<Page> pages;
    int memory_size;
    int page_faults;

public:
    PagingManager(int num_pages, int mem_size) : memory_size(mem_size), page_faults(0) {
        for (int i = 0; i < num_pages; i++) {
            pages.push_back(Page(i));
        }
    }

    void access_page(int page_id) {
        auto page = find_if(pages.begin(), pages.end(), [page_id](const Page& p) { return p.id == page_id; });
        if (page == pages.end()) {
            cout << "Page " << page_id << " is invalid." << endl;
            return;
        }

        if (page->in_memory) {
            cout << "Page " << page_id << " is already in memory." << endl;
            return;
        }

        if (count_if(pages.begin(), pages.end(), [](const Page& p) { return p.in_memory; }) < memory_size) {
            page->in_memory = true;
            cout << "Page " << page_id << " is loaded into memory." << endl;
        }
        else {
            auto victim = find_if(pages.begin(), pages.end(), [](const Page& p) { return p.in_memory; });
            victim->in_memory = false;
            page->in_memory = true;
            cout << "Page " << page_id << " is loaded into memory, replacing page " << victim->id << "." << endl;
            page_faults++;
        }
    }

    int get_page_faults() const {
        return page_faults;
    }
};

int main() {
    PagingManager pm(10, 3);
    pm.access_page(1);
    pm.access_page(2);
    pm.access_page(3);
    pm.access_page(4);
    pm.access_page(5);
    pm.access_page(6);
    pm.access_page(7);
    pm.access_page(8);
    pm.access_page(9);
    pm.access_page(10);
    pm.access_page(11);
    pm.access_page(9);
    pm.access_page(5);
    cout << "Number of page faults: " << pm.get_page_faults() << endl;
    return 0;
}

在此示例中， `Page` 结构表示一个页面，包含其唯一标识符和一个指示它是否当前在内存中的标志。 `PagingManager` 类负责管理所有页面，并模拟访问页面的行为。它跟踪内存中当前页面的数量（由 `memory_size` 属性指定）以及页面错误的数量。 `access_page` 方法接受一个页面 ID，并尝试将该页面加载到内存中。如果页面 ID 无效，则什么也不发生。如果页面已经在内存中，则打印一条消息并返回。否则，如果内存中的页面数少于 `memory_size`，则将页面加载到内存中，并打印一条消息。否则，将选择一个“牺牲”页面（即当前在内存中的页面之一），将其换出，并将新页面加载到内存中。在这种情况下，打印一条消息并增加页面错误计数器。

在此示例中，我们构造了一个 `PagingManager` 对象，其中包含 10 个页面和一个内存大小为 3。然后我们依次访问每个页面，以模拟一些页面访问。请注意，第 11 个页面是无效的，因此不会发生任何事情。我们还试图多次访问一些页面，以测试页面是否正确地保留在内存中。最后，我们输出页面错误计数器的值。