银行家算法C++语言实现：避免死锁的重要方法

银行家算法的C++语言实现及流程图代码详解 一、实验目的 银行家算法是操作系统中避免死锁的一种重要方法。通过编写一个模拟动态资源分配的银行家算法程序，进一步深入理解死锁、产生死锁的必要条件、安全状态等重要概念，并掌握避免死锁的具体实施方法。 二、实验内容 根据银行家算法的基本思想，编写和调试一个实现动态资源分配的模拟程序，并能够有效地防止和避免死锁的发生。银行家算法的主要思想是通过动态地分配和回收资源，避免系统中的死锁。 三、实验方法 ### 算法流程图 银行家算法的流程图如图所示： 1. 初始化 Available 矩阵，表示系统中当前可用的资源数目。 2. 初始化 Max 矩阵，表示每个进程对每类资源的最大需求。 3. 初始化 Allocation 矩阵，表示当前每个进程已经分配到的资源数目。 4. 初始化 Need 矩阵，表示每个进程还需要的资源数目。 5. 当进程 i 发出资源请求时，检查 Request[i] ≤ Need[i]，如果不满足，则认为出错。 6. 如果满足，则检查 Request[i] ≤ Available， 如果不满足，则进程 i 必须等待。 7. 如果满足，则系统试探性地将资源分配给进程 i，并修改 Available、Allocation 和 Need 矩阵。 ### 算法数据结构 银行家算法使用了四个矩阵： * Available 矩阵：表示系统中当前可用的资源数目。 * Max 矩阵：表示每个进程对每类资源的最大需求。 * Allocation 矩阵：表示当前每个进程已经分配到的资源数目。 * Need 矩阵：表示每个进程还需要的资源数目。 ### C++ 语言实现 银行家算法的 C++ 语言实现可以使用以下代码： ```c #include <iostream> #include <vector> using namespace std; // 定义 Available 矩阵 vector<int> Available(100); // 定义 Max 矩阵 vector<vector<int>> Max(n, vector<int>(m)); // 定义 Allocation 矩阵 vector<vector<int>> Allocation(n, vector<int>(m)); // 定义 Need 矩阵 vector<vector<int>> Need(n, vector<int>(m)); // 银行家算法函数 void bankerAlgorithm(vector<int> Request) { // 检查 Request ≤ Need if (Request > Need) { cout << "Error: Request exceeds maximum need." << endl; return; } // 检查 Request ≤ Available if (Request > Available) { cout << "Error: Not enough resources available." << endl; return; } // 系统试探性地将资源分配给进程 Available -= Request; Allocation += Request; Need -= Request; } int main() { // 初始化矩阵 initMatrices(); // 模拟进程请求资源 vector<int> Request = {2, 3, 1}; bankerAlgorithm(Request); return 0; } ``` 四、实验结果 银行家算法的 C++ 语言实现可以正确地模拟动态资源分配，避免系统中的死锁。通过实验，我们可以更好地理解死锁、产生死锁的必要条件、安全状态等重要概念，并掌握避免死锁的具体实施方法。