21xrx.com
2024-12-22 22:05:41 Sunday
登录
文章检索 我的文章 写文章
C++实现LFU页面置换算法和计算缺页率的代码
2023-07-05 01:12:29 深夜i     --     --
C++ LFU 页面置换算法 计算缺页率 代码

LFU页面置换算法是一种用于操作系统中实现内存管理的算法,它根据页面的使用频率来决定要替换的页面。LFU算法的主要思想是将最不经常被使用的页面替换出内存,以保证内存中始终存放最常使用的页面,从而提高系统效率。

为了实现LFU页面置换算法,我们需要编写C++代码。以下是一个简单的实现示例:


#include<iostream>

#include<queue>

#include<map>

using namespace std;

// 定义结构体Page,用于存储页面信息

struct Page

  int id; // 页面ID

  int frequency; // 页面使用频率

;

// 定义比较函数用来实现优先队列

struct cmp{

  bool operator()(const Page &a,const Page &b) const

    return a.frequency > b.frequency;

  

};

int main(){

  // 定义缓存大小,即内存可以存放的页面数量

  int maxSize = 3;

  // 定义当前内存中的页面

  queue<int> Q;

  // 定义一个页面的使用频率计数器

  map<int,int> freq;

  // 定义一个页面的信息列表

  map<int,Page> pages;

  // 定义当前缓存中存放的页面数量

  int count = 0;

  // 定义当前缺页数量

  int missCount = 0;

  // 定义数据流,即要读入的页面序列,以-1表示读入结束

  int data[10] = -1;

  for(int i = 0; i < 10; i++){

    // 读入页面

    int pageId = data[i];

    // 如果读入结束,则退出循环

    if(pageId == -1) break;

    // 如果当前页面没有被缓存过,则将其加入到缓存中

    if(pages.count(pageId) == 0){

      // 如果缓存已满,则将使用频率最低的页面替换出去

      if(count == maxSize){

        while(!Q.empty()){

          int curId = Q.front();

          Q.pop();

          if(freq[curId] == pages[curId].frequency){

            freq.erase(curId);

            pages.erase(curId);

            count--;

            break;

          }

        }

      }

      // 将新页面加入到缓存中

      pages[pageId].id = pageId;

      pages[pageId].frequency = 1;

      freq[pageId] = 1;

      Q.push(pageId);

      count++;

      missCount++;

    }

    else{

      // 如果当前页面已经被缓存,则更新其使用频率,并将其重新插入到优先队列中

      freq[pageId]++;

      pages[pageId].frequency = freq[pageId];

      priority_queue<Page,vector<Page>,cmp> tmp;

      while(!Q.empty()){

        int curId = Q.front();

        Q.pop();

        if(curId != pageId) tmp.push(pages[curId]);

      }

      tmp.push(pages[pageId]);

      Q = tmp;

    }

  }

  // 输出缺页率

  double missRate = missCount*1.0/(10.0*1.0);

  cout<<"缺页率为:"<<missRate<<endl;

  return 0;

}

以上代码使用了一个队列Q,一个map类型的计数器freq,以及一个map类型的页面信息表pages。在每次读入新页面时,首先判断当前页面是否已经在缓存中存放过。如果是第一次被缓存,按照LFU算法将它加入到缓存中;如果已经被缓存过,则更新它的使用频率,并将它重新插入到优先队列Q中。

代码最后输出缺页率。由于我们使用了一个数组data作为数据流,其中一共有10个页面,所以缺页率就是missCount/10。具体实现过程中可以根据实际情况修改程序。

  
  

评论区

{{item['qq_nickname']}}
()
回复
回复