大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
C语言实现银行家算法
这几天老师要求使用C语言实现银行家算法，数据可以自定义。想来想去还是照着书现成的数据来模拟一下。
教材使用的是西安电子科大出版社的《计算机操作系统》汤小丹 第四版。模拟数据使用的是P121页第4题的数据。
听到老师布置题目的第一时间我还是有点懵，看了下书更懵了，这条条框框的判断条件怎么这么多。。沉下心来慢慢看，其实还是挺简单的算法。
代码语言：javascript复制/*Author：Cnkizy
数据参考 P121 4.银行家算法之例
*/
#include<stdio.h>
#define Pcount 5 //5个进程
#define Scount 3 //3类资源
int Available[Scount];//可利用资源向量
int Max[Pcount][Scount];//最大需求矩阵 可以通过Need Allocation算出来
int Allocation[Pcount][Scount];//分配矩阵
int Need[Pcount][Scount];//需求矩阵
//int SouresMax[Scount] = { 10,5,7 };//这里给ABC三类资源的数量为10,5,7
/*资源分配表,必要的一些数据如下
Max Allocation Need Available
P0 0 1 0 7 4 3 3 3 2
P1 2 0 0 1 2 2
P2 3 0 2 6 0 0
P3 2 1 1 0 1 1
P4 0 0 2 4 3 1
*/
//初始化数据
void InitializeData();
//查看当前资源分配表
void ShowData(int line);
//计算最大需求数量
void CalcMaxMatrix();
//资源比较 a<=b 返回1 a>b 返回0
int Equals(int a[Scount], int b[Scount]);
//安全性算法,当前是否处于安全状态
int CheckSafe();
//检查标志所有都为True，是返回1 不是返回0
int CheckFinish(int Finish[Scount]);
//向量相加 a = a b
void Add(int* a, int b[Scount]);
//向量相减 a = a-b
void Minus(int* a, int b[Scount]);
//进程资源请求 P:进程i,r申请资源数{1,1,1} 返回1成功 0失败
int Request(int P, int Request[Scount]);
//带命令提示符提示的请求
void RequestShowMsg(int P, int R[Scount]);
int main() {
//初始化银行家算法的数据，详见上表
InitializeData();
printf("=============初始数据如下=============n");
ShowData(0);
//安全性检查
CheckSafe();
//进程P1 申请资源{1,0,2}
int apply[Scount] = { 1,0,2 };
RequestShowMsg(1, apply);
//进程P4 申请资源{1,0,2}
int apply2[Scount] = { 3,3,0 };
RequestShowMsg(4, apply2);
//进程P0 申请资源{0,2,0}
int apply3[Scount] = { 0,2,0 };
RequestShowMsg(0, apply3);
return 0;
}
//初始化数据,资源分配表
void InitializeData() {
Allocation[0][0] = 0, Allocation[0][1] = 1, Allocation[0][2] = 0;
Allocation[1][0] = 2, Allocation[1][1] = 0, Allocation[1][2] = 0;
Allocation[2][0] = 3, Allocation[2][1] = 0, Allocation[2][2] = 2;
Allocation[3][0] = 2, Allocation[3][1] = 1, Allocation[3][2] = 1;
Allocation[4][0] = 0, Allocation[4][1] = 0, Allocation[4][2] = 2;
Need[0][0] = 7, Need[0][1] = 4, Need[0][2] = 3;
Need[1][0] = 1, Need[1][1] = 2, Need[1][2] = 2;
Need[2][0] = 6, Need[2][1] = 0, Need[2][2] = 0;
Need[3][0] = 0, Need[3][1] = 1, Need[3][2] = 1;
Need[4][0] = 4, Need[4][1] = 3, Need[4][2] = 1;
Available[0] = 3, Available[1] = 3, Available[2] = 2;
CalcMaxMatrix();
}
//进程资源请求 P:进程i,r申请资源数{1,1,1} 返回1成功 0失败
int Request(int P,int Request[Scount]) {
printf("进程P%d申请资源%d %d %d:n",P, Request[0], Request[1], Request[2]);
//步骤1 进行资源检查Request <= Need才能执行步骤2
if (!Equals(Request, Need[P])) {
printf("进程P%d,Request:%d %d %d > Need:%d %d %d 申请失败,所需资源数超过宣布最大值！n", P, Request[0], Request[1], Request[2], Need[P][0], Need[P][1], Need[P][2]);
return 0;
}
//步骤2 进行资源检查Request <= Available才能执行步骤3
if (!Equals(Request, Available)) {
printf("进程P%d,Request:%d %d %d > Available:%d %d %d 申请失败,尚无足够资源，该进程需要等待！n", P, Request[0], Request[1], Request[2], Available[0], Available[1], Available[2]);
return 0;
}
printf("进程P%d,Request:%d %d %d <= Need:%d %d %dn", P, Request[0], Request[1], Request[2], Need[P][0], Need[P][1], Need[P][2]);
printf("进程P%d,Request:%d %d %d <= Available:%d %d %d n", P, Request[0], Request[1], Request[2], Available[0], Available[1], Available[2]);
//步骤3 试分配资源给进程P
Minus(Available, Request);//Available -= Request
Add(Allocation[P],Request);//Allocation = Request
Minus(Need[P], Request);//Need -= Request
//步骤4 安全性检查
int Safestate = CheckSafe();
if (Safestate) {
return Safestate;//分配后处于安全状态 分配成功
}
//分配后处于不安全状态 分配失败，本次分配作废，回复原来的资源分配状态
Add(Available, Request);//Available = Request
Minus(Allocation[P], Request);//Allocation -= Request
Add(Need[P], Request);//Need = Request
return Safestate;
}
//带命令提示符提示的请求
void RequestShowMsg(int P, int R[Scount]) {
//进程P 申请资源Request{1,0,2}
printf("n模拟分配资源：P%d申请资源 %d %d %dn======================n",P, R[0], R[1], R[2]);
int State = Request(P, R);
if (State) {
printf("本次资源分配成功！n");
ShowData(0);
}else {
printf("本次资源分配失败！进程P%d需要等待n",P);
}
}
//安全性算法,当前是否处于安全状态
int CheckSafe() {
printf("开始安全性检查:n");
//步骤1 设置两个向量
int Finish[Pcount] = { 0 };//是否被处理过，初始值全为False，被检查过才置为True
int Work[Scount] = { 0 };//工作向量
Add(Work, Available);//首先让Work = Available
//步骤2 从进程集合寻找符合下列条件的进程
//Finish[i] = false;
//Need[i,j] <= Work[j];
for (int i = 0; i < Pcount; i ) {
if (Finish[i])continue;//已经标记为True就跳过
if (!Equals(Need[i], Work))continue;//Need[i,j] > Work[j] 就跳过。
//上述条件成立，执行步骤3
Add(Work, Allocation[i]);//Work = Allocation;
Finish[i] = 1;//Finish[i]=True;
printf("P%d进程,Work=%d %d %d,Finish=true,安全状态n", i, Work[0], Work[1], Work[2]);
i = -1;//返回步骤2
}
//步骤4 判断Finish
if (CheckFinish(Finish)) {
printf("安全状态检查完毕:【Finish全为true,系统处于安全状态】n");
return 1;//全为True
}
printf("安全状态检查完毕:【Finish存在False,系统处于不安全状态】n");
return 0;//存在False
}
//检查标志所有都为True，是返回1 不是返回0
int CheckFinish(int Finish[Pcount]) {
for (int i = 0; i < Pcount; i ) {
if (Finish[i] == 0) return 0;
}
return 1;
}
//查看当前资源分配表
void ShowData(int line) {
printf(" Max Alloca Need Availablen");
for (int i = 0; i < Pcount; i ) {
printf("p%d:t", i);
for (int j = 0; j < Scount; j ) {
printf("%d ", Max[i][j]);
}
printf("t");
for (int j = 0; j < Scount; j ) {
printf("%d ", Allocation[i][j]);
}
printf("t");
for (int j = 0; j < Scount; j ) {
printf("%d ", Need[i][j]);
}
if (line == i) {
printf("t");
for (int j = 0; j < Scount; j ) {
printf("%d ", Available[j]);
}
}
printf("n");
}
}
//计算最大需求数量
void CalcMaxMatrix() {
for (int i = 0; i < Pcount; i ) {
for (int j = 0; j < Scount; j ) {
Max[i][j] = Need[i][j] Allocation[i][j];
}
}
}
//向量相加 a = a b
void Add(int* a, int b[Scount]) {
for (int i = 0; i < Scount; i ) {
a[i] = a[i] b[i];
}
}
//向量相减 a = a-b
void Minus(int* a, int b[Scount]) {
for (int i = 0; i < Scount; i ) {
a[i] = a[i] - b[i];
}
}
//资源比较 a<=b 返回1 a>b 返回0
int Equals(int a[Scount], int b[Scount]) {
for (int i = 0; i < Scount; i ) {
if (a[i] > b[i]) return 0;
}
return 1;
}
偷懒for循环所以使用了C 编译器。
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