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实验报告：C++作业调度算法的实现

2023-06-30 19:49:16 深夜i -- --

C++ 作业调度算法实现实验报告计算机科学

调度算法是在计算机系统中广泛应用的一种基本算法，用于优化系统的性能和效率。在C++编程中，作业调度算法是一个必要的组成部分。在本实验中，我们将探讨如何实现一个作业调度算法以优化特定的任务。

首先，我们需要了解C++中的作业调度算法，以及在实现该算法时需要考虑的关键概念和技术。作业调度算法是一种基于任务执行时间和优先级的算法，用于在多个任务中选择哪个任务应该优先执行。在C++中，有许多不同的作业调度算法可供选择，但最常见的算法是“先来先服务”（FCFS）和“最短作业优先”（SJF）算法。

“先来先服务”（FCFS）算法将任务按照它们最初生成的顺序进行排序，并依次执行它们。这种算法简单易懂，但可能会导致某些任务长时间等待，从而影响系统的性能和效率。相比之下，“最短作业优先”（SJF）算法会优先执行最短执行时间的任务，以增加系统的效率和吞吐量。

在实现作业调度算法时，需要使用各种数据结构和算法，例如队列（queue）和优先队列（priority_queue）。队列允许我们按照任务生成顺序安排任务，并依次执行它们。而优先队列则允许我们根据任务的优先级和执行时间对它们进行取出和排序。

下面是一个简单的作业调度算法实现示例：


#include<queue>
#include<iostream>
using namespace std;
//定义任务结构体：任务ID，执行时间，优先级
struct task{
  int id;
  int time;
  int priority;
  task(int i, int t, int p): id(i), time(t), priority(p){}
};
//定义优先队列的比较函数：以执行时间为第一关键字，优先级为第二关键字进行排序
bool operator<(task a, task b){
  if(a.time==b.time) return a.priority>b.priority;
  return a.time>b.time;
}
int main(){
  //初始化任务并添加到队列中
  priority_queue<task> q;
  //任务格式：任务ID，执行时间，优先级
  q.push(task(1, 10, 5));
  q.push(task(2, 5, 1));
  q.push(task(3, 8, 3));
  q.push(task(4, 2, 2));
  //依次执行任务
  while(!q.empty()){
    task t=q.top();
    q.pop();
    cout<<"执行任务"<<t.id<<endl;
  }
  return 0;
}

上述代码使用优先队列来实现“最短作业优先”（SJF）算法。在定义优先队列比较函数时，我们首先按照执行时间对任务进行排序，如果两个任务的执行时间相等，则按照优先级对其进行排序。在执行任务时，我们优先执行执行时间最短的任务，以最大化系统的效率和吞吐量。

总的来说，在C++编程中，作业调度算法是一个非常重要的概念，它在优化系统性能和效率方面发挥着重要的作用。我们可以通过使用各种数据结构和算法实现不同的作业调度算法，并根据实际需要对其进行调整和优化。

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