动态内存分配算法实战：首次-循环-最坏-最佳适应

动态内存分配是操作系统中一项关键功能，它允许进程根据实际需求动态地获得所需的内存空间，而不是在程序开始时就预先固定分配。本实验的核心内容围绕动态分区分配展开，涉及到四种不同的内存分配算法：首次适应算法、循环首次适应算法、最坏适应算法以及最佳适应算法。 首先，实验的主要目的是让学生理解并实现这些算法，包括内存管理中的内存首选适应算法和最佳适应算法。这些算法的区别在于如何选择合适的空闲分区来分配给请求的作业： 1. **首次适应算法**：从已建立的空闲分区数组中按顺序查找，直到找到第一个大小足够大的分区。如果找不到满足作业需求的分区，分配失败。这个过程可能导致分区碎片化。 2. **循环首次适应算法**：改进了首次适应，从上一次分配后的位置开始查找，减少了搜索次数。当查找次数达到某个条件（如f%N==0时重置），仍未找到合适分区则分配失败，有助于缓解碎片问题。 3. **最坏适应算法**：在分配时总是选择数组中最大的空闲分区，这可能导致较大的空闲分区被频繁分割，但能保证每次分配后的系统状态尽可能好。 4. **最佳适应算法**：与最坏适应相反，选择最小的空闲分区，虽然可能导致系统中存在大量小分区，但在某些情况下，如频繁的小请求，可以提高内存利用率。 实验流程图展示了这些算法的操作步骤和逻辑关系，包括内存管理的初始化、分区分配、回收等功能的实现过程。参与者需要创建两个链表结构体，分别用于存储空闲分区（freetable）和作业（worktable），以便于管理和操作。 核心代码部分定义了结构体，如`freeNode`用于表示空闲分区，包含地址、大小和指向下一个分区的指针；`workNode`用于表示作业，包括作业名、地址、大小和指向下一个作业的指针。实现这些算法的具体代码将涉及内存分配、查找、比较和更新空闲分区的状态，以及处理内存回收等操作。 通过本实验，学生不仅能够掌握内存管理的基本原理，还能提升编程技能，理解不同分配算法的优缺点，并能够在实践中优化内存使用，提升系统性能。