银行家算法C++模拟实现

项目概述

本项目旨在对银行家算法进行C++语言的模拟实现，重点关注进程资源分配与系统安全状态的判断。通过对银行家算法的深入理解与实践，掌握进程调度与资源管理的核心知识。

代码实现

代码主要包含三个部分：注释版、最终版以及相关的样例输入输出解释。

注释版代码

// 头文件包含#include 
   
    using namespace std;int avallable[100]; // 系统资源总量数组int sum[100];       // 已分配资源总量数组int cha[100];       // 资源剩余量数组int need[100][100]; // 进程需求数组int allocation[100][100]; // 资源分配数组int maxn[100][100]; // 进程总需求数组int n, m;           // 进程个数与资源类数int que[100];       // 模拟队列bool book[100];     // 标记数组bool check() {    // 检查函数    // 初始标记为安全    memset(book, true, sizeof(book));    int i, j, l, k = 0, ans;    i = 0;    ans = i;    while (k < n) {        // 进程i的资源需求是否满足        if (cha[i] == 0) {            // 进程i安全            ans = i;            i++;        } else {            // 非安全，移出队列            book[i] = false;            if (ans != i) {                // 安全序列更新                que[k] = ans;                k++;            }            l = i;            while (l < n && book[l]) {                l++;            }            if (l >= n) break;            // 找到下一个安全进程            for (int p = l; p < n; p++) {                if (cha[p] == 0) {                    ans = p;                    i = p;                    break;                }            }        }    }    return true;}

最终版代码

// 代码清空函数void initialization() {    memset(sum, 0, sizeof(sum));    memset(cha, 0, sizeof(cha));    memset(need, 0, sizeof(need));    memset(que, 0, sizeof(que));}// 检查函数bool check() {    memset(book, true, sizeof(book));    int i, j, l, k = 0, ans;    i = 0;    ans = i;    while (k < n) {        if (cha[i] == 0) {            ans = i;            i++;        } else {            book[i] = false;            if (ans != i) {                que[k] = ans;                k++;            }            l = i;            while (l < n && book[l]) {                l++;            }            if (l >= n) break;            for (int p = l; p < n; p++) {                if (cha[p] == 0) {                    ans = p;                    i = p;                    break;                }            }        }    }    return true;}

样例输入输出

样例1

输入：

5 424 28 25 31P0 2 17 10 6-1 9 3 2P1 11 6 12 13-9 1 6 5P2 0 0 13 11-0 0 7 4P3 4 15 8 8-1 6 1 2P4 9 11 9 9-5 8 2 9

输出：

1. 此时系统中可利用的资源向量ABCD为:A:8B:4C:6D:92. 利用银行家算法判断此时刻系统状态是否安全：安全3. 安全序列为：P2 P4 P0 P1 P34. 若进程x提出请求y，系统能否将资源分配给它？系统能否把资源预分配给它？能预分配后安全序列为：P2 P4 P0 P1 P3

样例2

输入：

5 317 5 20P1 5 5 9-2 1 2P2 5 3 6-4 0 2P3 4 0 11-4 0 5P4 4 2 5-2 0 4P5 4 2 4-3 1 4

输出：

1. 此时系统中可利用的资源向量ABC为:A:2B:3C:32. 利用银行家算法判断此时刻系统状态是否安全：安全3. 安全序列为：P4 P5 P1 P2 P34. 若进程x提出请求y，系统能否将资源分配给它？系统能否把资源预分配给它？不能，因为预分配后系统状态不安全，所以无法给出安全序列。

样例3

输入：

5 317 5 20P1 5 5 9-2 1 2P2 5 3 6-4 0 2P3 4 0 11-4 0 5P4 4 2 5-2 0 4P5 4 2 4-3 1 4

输出：

1. 此时系统中可利用的资源向量ABC为:A:2B:3C:32. 利用银行家算法判断此时刻系统状态是否安全：安全3. 安全序列为：P4 P5 P1 P2 P34. 若进程x提出请求y，系统能否将资源分配给它？系统能否把资源预分配给它？能预分配后安全序列为：P4 P5 P1 P2 P3

实现总结

本项目的主要实现步骤包括：

代码设计与初始化

定义了多个数组来模拟资源状态，包括可用资源、已分配资源、剩余资源、需求资源、分配资源和进程总需求等。

设计了初始清空函数initialization()，用于准备下一次安全序列计算。

检查函数实现

核心函数check()实现了银行家算法的安全性判断。

使用book数组标记进程状态，模拟队列que保存安全序列。

逐步检查每个进程是否安全，维护当前安全序列长度k和上一个安全进程编号ans。

样例验证

通过提供的三个样例，验证了代码的正确性和银行家算法的应用效果。

样例输出展示了系统状态判断、安全序列生成以及资源分配预测等功能。

改进与优化

优化了代码结构，使其更易读性和可维护性。

确保代码清空函数正确执行，避免数据残留影响后续计算。

感想与收获

通过本次项目，我对银行家算法有了更深入的理解，掌握了进程调度与资源管理的关键原理。同时，通过实际编码实现，锻炼了动手能力和解决问题的能力。这次实践让我对操作系统中的资源管理机制有了更直观的认识，为后续学习打下了坚实的基础。

转载地址：http://vuexz.baihongyu.com/

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