页面置换算法 (C语言实现)

页面置换算法是操作系统中用于管理内存的一种算法，它用于将物理内存中的页面映射到虚拟内存中。其中最常见的页面置换算法是LRU（最近最少使用）算法，下面是使用C语言实现的LRU算法示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_FRAMES 3 // 物理内存帧数
#define MAX_PAGES 10 // 虚拟内存页面数

int pageFaults = 0; // 页面错误次数

// 物理内存帧结构体
typedef struct {
    int pageNumber;
    int counter;
} Frame;

// 虚拟内存页面数组
int pages[MAX_PAGES] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

// 物理内存帧数组
Frame frames[MAX_FRAMES];

// 初始化物理内存帧数组
void initializeFrames() {
    for(int i = 0; i < MAX_FRAMES; i++) {
        frames[i].pageNumber = -1;
        frames[i].counter = 0;
    }
}

// 查找物理内存帧中是否存在某个页面
int findPage(int pageNumber) {
    for(int i = 0; i < MAX_FRAMES; i++) {
        if(frames[i].pageNumber == pageNumber) {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

// 找到最近最少使用的物理内存帧
int findLRU() {
    int minCounter = frames[0].counter;
    int minIndex = 0;
    for(int i = 1; i < MAX_FRAMES; i++) {
        if(frames[i].counter < minCounter) {
            minCounter = frames[i].counter;
            minIndex = i;
        }
    }
    return minIndex;
}

// 页面置换
void replacePage(int pageNumber) {
    int index = findLRU();
    frames[index].pageNumber = pageNumber;
    frames[index].counter = 0;
    pageFaults++;
}

// LRU算法
void lru() {
    initializeFrames();
    for(int i = 0; i < MAX_PAGES; i++) {
        int pageNumber = pages[i];
        int index = findPage(pageNumber);
        if(index == -1) {
            replacePage(pageNumber);
        }
        for(int j = 0; j < MAX_FRAMES; j++) {
            if(frames[j].pageNumber != -1) {
                frames[j].counter++;
            }
        }
        if(index != -1) {
            frames[index].counter = 0;
        }
    }
}

int main() {
    lru();
    printf("页面错误次数: %d\n", pageFaults);
    return 0;
}

上述代码中，将虚拟内存页面数组初始化为1到10的连续整数。`initializeFrames()`函数用于初始化物理内存帧数组，`findPage()`函数用于查找物理内存帧中是否存在某个页面，`findLRU()`函数用于找到最近最少使用的物理内存帧，`replacePage()`函数用于页面置换。`lru()`函数实现了LRU算法。程序输出页面错误次数。