动态存储管理-边界标识法实现内存分配

本文主要介绍了动态存储管理中的分配算法，特别是如何在数据结构动态管理中进行内存分配。分配算法的核心是动态存储管理，它涉及到内存的初始状态、可利用空间表的构建、不同类型的分配方法以及边界标识法的应用。 动态存储管理是操作系统的重要组成部分，它负责根据用户程序的需求动态分配和回收内存空间。在计算机内存开始工作时，空闲内存通常是一个连续区域。随着程序的运行和内存的申请与释放，空闲内存会变成多个不连续的空闲区，这时就需要通过链表或其他数据结构来管理这些空闲区。 可利用空间表是动态存储管理的关键，它可以是链表形式，包含不同大小的空闲块。每个空闲块包含三个关键属性：标记（tag）表示块是否为空闲，大小（size），以及链接（link）指向下一个空闲块。空闲块的大小可以是固定的、随机的或者全相同的。 分配方法有三种常见策略：首次拟合法、最佳拟合法和最坏拟合法。首次拟合法简单快速，但可能导致大量碎片；最佳拟合法保留大块内存供大程序使用，而最坏拟合法尽量减少碎片，但分配过程可能较复杂。 分配算法的具体实现中，`mem_alloc`函数首先修正请求的字节数，使其对齐到`sizeof(struct BLK)`的倍数。然后，它遍历链表寻找满足大小要求的空闲块。如果找到的块刚好能满足需求或只略大于需求，那么就直接分配；否则，将块分割为两部分，一部分分配给用户，另一部分保持为空闲并更新链表。回收过程中，如果回收的块与其相邻的块都是空闲的，它们会被合并成一个更大的空闲块。 边界标识法是动态分区分配的一种方法，每个分区都有头和尾的边界标记，用于快速判断和操作。在`struct BLK`结构体中，包含了指向前一块和后一块的链接，以及标记和大小信息。边界标识法的数据结构设计使得内存分配和回收更加高效，能够更好地管理内存空间。 动态存储管理通过可利用空间表和各种分配策略确保内存的有效利用，而边界标识法作为一种具体实现方式，提高了内存分配和回收的效率。在实际编程和系统设计中，理解并掌握这些概念和技术对于优化内存使用和提高系统性能至关重要。