请用c++实现下列问题 1、 使用随机函数创建页面访问序列（页码范围0-18）。序列长度是54，并且假设分配给线程的主存储器帧的数量是6，即M＝6。 2、 在上述接入序列上实现页面替换的LRU算法。 3、 输出页面替换顺序和页面故障率

以下是使用C++实现的代码，实现了上述问题的要求：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <queue>
#include <unordered_map>

using namespace std;

// 定义页面帧的数量
const int M = 6;

// 定义页面访问序列的长度
const int N = 54;

// 随机生成页面访问序列
int generateRandomAccessSequence(int n) {
    return rand() % n;
}

// 页面替换的LRU算法
void lruAlgorithm(int accessSequence[], int n, int m) {
    // 定义队列来存储页面的顺序
    queue<int> pageQueue;

    // 定义哈希表来存储页面是否在主存储器中
    unordered_map<int, bool> pageMap;

    // 定义计数器来统计页面故障率
    int pageFault = 0;

    // 遍历页面访问序列，对于每个页面：
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        int page = accessSequence[i];

        // 如果页面已经在队列中，将其从队列中删除并重新插入队尾
        if (pageMap[page]) {
            queue<int> newPageQueue;
            while (!pageQueue.empty()) {
                int frontPage = pageQueue.front();
                pageQueue.pop();
                if (frontPage != page) {
                    newPageQueue.push(frontPage);
                }
            }
            newPageQueue.push(page);
            pageQueue = newPageQueue;
        }
        // 如果页面不在队列中，将其插入队尾
        else {
            pageMap[page] = true;
            pageQueue.push(page);

            // 如果队列已满，淘汰队头的页面
            if (pageQueue.size() > m) {
                int frontPage = pageQueue.front();
                pageQueue.pop();
                pageMap[frontPage] = false;
                pageFault++;
            }
        }
    }

    // 输出页面替换顺序和页面故障率
    cout << "页面替换顺序：";
    while (!pageQueue.empty()) {
        int frontPage = pageQueue.front();
        pageQueue.pop();
        cout << frontPage << " ";
    }
    cout << endl;
    double pageFaultRate = (double)pageFault / n;
    cout << "页面故障率：" << pageFaultRate << endl;
}

int main() {
    // 使用当前时间作为随机数种子
    srand(time(NULL));

    // 随机生成页面访问序列
    int accessSequence[N];
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        accessSequence[i] = generateRandomAccessSequence(19);
    }

    // 在页面访问序列上实现页面替换的LRU算法
    lruAlgorithm(accessSequence, N, M);

    return 0;
}

以上代码中，我们使用了C++的STL库，其中unordered_map用于存储页面是否在主存储器中，queue用于存储页面的顺序。在lruAlgorithm函数中，我们遍历页面访问序列，对于每个页面，判断其是否在主存储器中，如果是，则将其从队列中删除并重新插入队尾，如果不是，则将其插入队尾，如果队列已满，则淘汰队头的页面。在实现过程中，我们使用了哈希表来存储页面是否在主存储器中，以提高算法的效率，同时使用了计数器来统计页面故障率。最后，我们输出了页面替换顺序和页面故障率。