用C语言写银行家算法

银行家算法是一种用于解决死锁预防问题的经典资源分配策略，在C语言中编写银行家算法通常涉及以下几个步骤：

1. 定义数据结构：首先需要创建一个结构体来表示进程和它们的状态、请求的资源等信息。例如：

typedef struct {
    int pid;           // 进程ID
    int state;         // 状态（运行、等待资源）
    int *resources;    // 请求的资源数组
    int num_resources; // 资源总数
} Process;

2. 初始化：设置初始进程状态，资源矩阵，以及全局可用资源。

3. 安全性检查函数（如`is_safe`）：计算系统是否处于安全状态，即是否有足够的资源满足所有进程的需求而不发生循环等待。这通常涉及到矩阵运算和图遍历。

int is_safe(Process** processes, int n, int **resources) {
    int max_resource[n], total_req = 0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        max_resource[i] = resources[i][processes[i]->num_resources - 1];
        total_req += max_resource[i];
    }

    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        if (total_req > resources[0][0]) return 0; // 如果超过最大资源，返回0
        for (int j = 1; j < n; ++j) {
            if (resources[j][max_resource[i]] > 0) {
                total_req -= max_resource[i]; // 更新剩余资源
                if (!is_safe(processes, n, resources)) return 0; // 递归检查
                total_req += max_resource[i]; // 撤销操作
            }
        }
    }
    return 1; // 如果通过所有检查，系统是安全的
}

4. 主循环：不断尝试分配资源，直到找到可行序列或确定无法分配为止。

void banker_algorithm(Process* processes, int n, int **resources) {
    while (true) {
        if (is_safe(&processes[0], n, resources)) { // 安全则分配资源
            for (int i = 0; i < n; ++i) {
                if (processes[i].state == RUNNABLE) { // 分配给运行状态的进程
                    processes[i].state = WAITING;
                    processes[i].resources[processes[i].num_resources++] = 1; // 分配一个单位资源
                }
            }
            break; // 找到一个可行序列，退出循环
        } else {
            // 否则，回收一些已分配资源，然后继续检查
            // ...（这里可以添加回收机制）
        }
    }
}