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C++实现银行家算法

2023-07-11 20:49:25 深夜i -- --

C++ 银行家算法实现

在操作系统中，银行家算法是一种资源分配和控制的算法。它帮助操作系统在保证系统安全的前提下，分配有限的资源给进程，使得最终所有进程都能完成任务。 C++是一种流行的编程语言，很适合用来实现银行家算法。在本文中，我们将探讨如何使用C++实现银行家算法。

银行家算法的基本原理是：当一个进程申请资源时，算法检查系统当前的资源状态，如果分配该资源会导致系统不安全，则不分配，否则分配资源。要实现银行家算法，我们需要计算系统的安全状态，即在当前资源状态下是否还有可用资源以满足未来的进程请求。

下面是C++实现银行家算法的步骤：

1.定义数据结构。我们需要定义进程数量和资源数量，以及两个数组，分别表示当前系统中各个进程需要的资源数量和已分配的资源数量。

2.定义算法函数。实现银行家算法的核心函数是安全检查函数，它计算系统的安全状态并返回一个布尔值。该函数需要遍历所有的进程，检查是否有足够的资源分配给进程，直到所有进程都得到满足或者发现没有足够的资源分配给进程。如果所有进程都得到满足，则系统为安全状态，否则为不安全状态。

3.编写主函数。在主函数中，我们需要初始化进程需要的资源数量和已分配的资源数量，然后调用安全检查函数，输出结果。

下面是一个简单的C++代码示例：


#include <iostream>
using namespace std;
const int MAX_PROCESS = 10;
const int MAX_RESOURCE = 10;
int P, R;
int allocation[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE];
int need[MAX_PROCESS][MAX_RESOURCE];
int available[MAX_RESOURCE];
bool isSafe() {
  bool finish[MAX_PROCESS] = {false};
  int work[MAX_RESOURCE];
  for (int i = 0; i < R; i++) {
    work[i] = available[i];
  }
  int count = 0;
  while (count < P) {
    bool found = false;
    for (int i = 0; i < P; i++) {
      if (!finish[i]) {
        int j;
        for (j = 0; j < R; j++) {
          if (need[i][j] > work[j])
            break;
          
        }
        if (j == R) {
          for (int k = 0; k < R; k++) {
            work[k] += allocation[i][k];
          }
          finish[i] = true;
          found = true;
          count++;
        }
      }
    }
    if (!found)
      return false;
    
  }
  return true;
}
int main() {
  cout << "Enter number of processes: ";
  cin >> P;
  cout << "Enter number of resources: ";
  cin >> R;
  for (int i = 0; i < P; i++) {
    cout << "Enter allocation matrix row #" << i + 1 << ": " << endl;
    for (int j = 0; j < R; j++) {
      cin >> allocation[i][j];
    }
  }
  for (int i = 0; i < P; i++) {
    cout << "Enter need matrix row #" << i + 1 << ": " << endl;
    for (int j = 0; j < R; j++) {
      cin >> need[i][j];
    }
  }
  cout << "Enter available matrix: " << endl;
  for (int i = 0; i < R; i++) {
    cin >> available[i];
  }
  if (isSafe())
    cout << "System is safe." << endl;
  
  else
    cout << "System is not safe." << endl;
  
  return 0;
}

在这个示例中，我们首先定义了数据结构，包括需要的进程数量和资源数量，以及需要和已分配两个矩阵和可用资源数组。然后我们实现了银行家算法的核心函数isSafe()，该函数返回一个布尔值表示系统是否安全。最后我们在主函数中读取输入，调用isSafe()函数，并输出结果。

总结一下，C++是一种流行的编程语言，很适合用来实现银行家算法。实现银行家算法需要定义数据结构，实现核心的安全检查函数，并在主函数中调用。银行家算法是一种重要的资源分配和控制算法，在操作系统中得到广泛应用。通过学习和实践，我们可以更好地理解操作系统的工作原理。

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