操作系统:存储管理动态分区分配及回收算法

#include<iostream.h>
#include<stdlib.h>
#define Free 0 //空闲状态
#define Busy 1 //已用状态
#define OK 1    //完成
#define ERROR 0 //出错
#define MAX_length 32767 //最大内存空间为32767KB
typedef int Status;
int n=0;
typedef struct freearea//定义一个空闲区说明表结构
{
int ID;   //分区号
long size;   //分区大小
long address; //分区地址
int state;   //状态
}ElemType;

//---------- 线性表的双向链表存储结构 ------------
typedef struct DuLNode //double linked list
{
ElemType data;
struct DuLNode *prior; //前趋指针
struct DuLNode *next; //后继指针
}DuLNode,*DuLinkList;

DuLinkList block_first; //头结点
DuLinkList block_last; //尾结点

Status alloc(int);//内存分配
Status free(int); //内存回收
Status First_fit(int,int);//首次适应算法
Status Best_fit(int,int); //最佳适应算法
void show();//查看分配
Status Initblock();//开创空间表

Status Initblock()//开创带头结点的内存空间链表
{
block_first=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
block_last=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
block_first->prior=NULL;
block_first->next=block_last;
block_last->prior=block_first;
block_last->next=NULL;
block_last->data.address=0;
block_last->data.size=MAX_length;
block_last->data.ID=0;
block_last->data.state=Free;
return OK;
}

//----------------------- 分 配 主 存 -------------------------
Status alloc(int ch)
{
int ID,request;
cout<<"请输入作业(分区号)：";
cin>>ID;
cout<<"请输入需要分配的主存大小(单位:KB)：";
cin>>request;
if(request<0 ||request==0)
{
cout<<"分配大小不合适，请重试!"<<endl;
return ERROR;
}

if(ch==2) //选择最佳适应算法
{
if(Best_fit(ID,request)==OK) cout<<"分配成功!"<<endl;
else cout<<"内存不足，分配失败!"<<endl;
return OK;
}
else //默认首次适应算法
{
if(First_fit(ID,request)==OK) cout<<"分配成功!"<<endl;
else cout<<"内存不足，分配失败!"<<endl;
return OK;
}
}
//------------------ 首次适应算法 -----------------------
Status First_fit(int ID,int request)//传入作业名及申请量
{
//为申请作业开辟新空间且初始化
DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
temp->data.ID=ID;
temp->data.size=request;
temp->data.state=Busy;

DuLNode *p=block_first->next;
while(p)
{
if(p->data.state==Free && p->data.size==request)
{//有大小恰好合适的空闲块
p->data.state=Busy;
p->data.ID=ID;
return OK;
break;
}
if(p->data.state==Free && p->data.size>request)
{//有空闲块能满足需求且有剩余"
temp->prior=p->prior;
temp->next=p;
temp->data.address=p->data.address;
p->prior->next=temp;
p->prior=temp;
p->data.address=temp->data.address+temp->data.size;
p->data.size-=request;
return OK;
break;
}
p=p->next;
}
return ERROR;
}

//-------------------- 最佳适应算法 ------------------------

Status Best_fit(int ID,int request)

{

int ch; //记录最小剩余空间

DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));

temp->data.ID=ID;

temp->data.size=request;

temp->data.state=Busy;

DuLNode *p=block_first->next;

DuLNode *q=NULL; //记录最佳插入位置

while(p) //初始化最小空间和最佳位置

{

if(p->data.state==Free &&

(p->data.size>request || p->data.size==request) )

{

q=p;

ch=p->data.size-request;

break;

}

p=p->next;

}

while(p)

{

if(p->data.state==Free && p->data.size==request)

{//空闲块大小恰好合适

p->data.ID=ID;

p->data.state=Busy;

return OK;

break;

}

if(p->data.state==Free && p->data.size>request)

{//空闲块大于分配需求

if(p->data.size-request<ch)//剩余空间比初值还小

{

ch=p->data.size-request;//更新剩余最小值

q=p;//更新最佳位置指向

}

}

p=p->next;

}

if(q==NULL) return ERROR;//没有找到空闲块

else

{//找到了最佳位置并实现分配

temp->prior=q->prior;

temp->next=q;

temp->data.address=q->data.address;

q->prior->next=temp;

q->prior=temp;

q->data.address+=request;

q->data.size=ch;

return OK;

}

}

//-----------------------   主 存 回 收   --------------------

Status free(int ID)

{

DuLNode *p=block_first;

while(p)

{

if(p->data.ID==ID)

{

p->data.state=Free;

p->data.ID=Free;

if(p->prior->data.state==Free)//与前面的空闲块相连

{

p->prior->data.size+=p->data.size;

p->prior->next=p->next;

p->next->prior=p->prior;

}

if(p->next->data.state==Free)//与后面的空闲块相连

{

p->data.size+=p->next->data.size;

p->next->next->prior=p;

p->next=p->next->next;

}

break;

}

p=p->next;

}

return OK;

}

//--------------- 显示主存分配情况 ------------------

void show()

{

cout<<"***********-----------------************/n";

cout<<"****       主 存 分 配 情 况        ****/n";

cout<<"***********-----------------************/n";

DuLNode *p=block_first->next;

while(p)

{

cout<<"分 区 号：";

if(p->data.ID==Free) cout<<"Free"<<endl;

else cout<<p->data.ID<<endl;

cout<<"起始地址："<<p->data.address<<endl;

cout<<"分区大小："<<p->data.size<<" KB"<<endl;

cout<<"状    态：";

if(p->data.state==Free) cout<<"空 闲"<<endl;

else cout<<"已分配!"<<endl;

cout<<"-----------------------"<<endl;

p=p->next;

}

}

//----------------------- 主 函 数---------------------------

void main()

{

int ch,d=0;//算法选择标记

cout<<"1.首次适应算法 2.最佳适应算法 0.退出/n";

cout<<"请选择分配算法：";

cin>>ch;

if(ch==0||ch==1||ch==2) d++;

while(d==0)

{

cout<<"请选择正确的数字0 ,1 或2"<<endl;

cin>>ch;

if(ch==0||ch==1||ch==2) d++;

}

if(ch==0) exit(0);

if(n==0) Initblock(); //开创空间表

int choice; //操作选择标记

while(1)

{

cout<<"********************************************/n";

cout<<"**    1: 分配内存        2: 回收内存      **/n";

cout<<"**    3: 查看分配        0: 返    回      **/n";

cout<<"********************************************/n";

cout<<"请输入您的操作 ：";

cin>>choice;

if(choice==1)

{

alloc(ch); // 分配内存

n++;

}

else if(choice==2) // 内存回收

{

int ID;

cout<<"请输入您要释放的分区号：";

cin>>ID;

free(ID);

n++;

}

else if(choice==3)

{

show();//显示主存

n++;

}

else if(choice==0)

{

main(); //退出

n++;

}

else //输入操作有误

{

cout<<"输入有误，请重试!"<<endl;

continue;

}

}

}