操作系統銀行家算法C語言代碼實現

　　　　計算機操作系統課設需要，寫了兩個下午的銀行家算法（陷在bug里出不來耽誤了很多時間），參考計算機操作系統（湯子瀛）

　　　　實現過程中不涉及難度較大的算法，僅根據銀行家算法的思想和步驟進行實現。以下為詳細步驟：　　

• 　定義：

              max1[ ][ ] : 最大需求矩陣,max1[i][j]為第i條進程的第j項資源的最大需求數目；

　　　   allocation[ ][ ] : 分配矩陣，allocation[i][j]為第i條進程已分得的第j項資源的數目；

　　　   need[ ][ ] : 需求矩陣，need[i][j]為第i條進程尚需要的第j項資源的數目；

　　　   available[ ] : 可利用資源量，available[i]為系統中第i項資源的可分配數目； 

　　   　request[ ][ ] : 請求矩陣，request[i][j]表示第i條進程對第j項資源的請求數目；//可以改成一維數組

　　　　int safe (int n,int m,int work) : n條進程，m項進程，返回值為1時當前狀態安全，否則不安全；

• 　程序流程：　　　

1. 鍵盤輸入max1矩陣，allocation矩陣，available數組，計算出need矩陣。
2. 判斷當前時刻系統的狀態是否安全。true 轉向3，false轉向7　
3. 判斷當前時刻request<=need。true 轉向4，false 轉向7　
4. 判斷當前時刻request<=available。true 轉向5，false 轉向7
5. 進行安全性算法檢測。true 轉向6，false 轉向7
6. 系統分配資源並繼續等待指令。
7. 系統不予分配資源並輸出原因。

•  安全性算法  ：  每次從第一個進程開始檢測，如遇到所有的m項資源都可以滿足時，work+=allocation，否則轉入下一個進程的檢測。兩種情況跳出第20行的循環。

1.  所有finish均為1，i無法置為-1 ，i==N時跳出循環
2.  存在為0的finish，但直至i==N時，仍未有新的work<need出現(從最近的一次i==-1算起)，i==N時跳出循環

　　第50行進行檢測區分上述兩種情況，如安全返回1，否則返回0；

 

以下為完整的代碼實現：(另附測試數據)

#include<bits/stdc++.h>
int max1[1000][1000]= {0};
int allocation[1000][1000]= {0};
int need[1000][1000]= {0};
int finish[1000]= {0};
int available[1000]= {0};
int request[1000][1000]= {0};
int waitq[1000]= {0};
int waitnum=0;
int safeq[1000]= {0};
int safe (int N , int M ,int work[])
{
    int s=0;
    memset(finish,0,1000*sizeof(int));
    for(int i=0; i<M; i++)
    {
        work[i]=available[i];
    }
    int flag=1;
    for(int i=0; i<N; i++)
    {
        flag=1;
        if(!finish[i])
        {
            for(int j=0; j<M; j++)
            {
                if(need[i][j]>work[j])
                {
                    flag=0;
                    break;
                }
            }
            if(flag)
            {
                for(int j=0; j<M; j++)
                {
                    work[j]+=allocation[i][j];
                    printf(" %d          ",work[j]);
                }
                for(int j=0; j<3; j++)
                    printf("%d     ",available[j]);
                printf("program %d\n",i);
                safeq[s++]=i;
                finish[i]=1;
                i=-1;
            }
        }
    }
    int te=1;
    for(int i=0; i<5; i++)
        if(!finish[i])
            te=0;
    return te;
}
void print(int pn,int yn)
{
    printf("current status\n");
    char a='A';
    int i2=0;
    for(i2=0; i2<4; i2++)
    {
        switch(i2)
        {
        case 0:
            printf("Max:");
            for(int i=0; i<yn-1; i++)
                printf("     ");
            printf(" ");
            break;
        case 1:
            printf("Allocation:");
            for(int i=0; i<yn-3; i++)
                printf("     ");
            printf("    ");
            break;
        case 2:
            printf("Need:");
            for(int i=0; i<yn-1; i++)
                printf("     ");
            break;
        case 3:
            printf("Available:");
            for(int i=0; i<yn-2; i++)
                printf("   ");
            printf(" ");
            printf("\n");
            break;
        }
    }
    for(i2=0; i2<4; i2++)
    {
        switch(i2)
        {
        case 0:
            for(int j=0; j<yn; j++)
                printf("%c    ",a+j);
            break;
        case 1:
            for(int j=0; j<yn; j++)
                printf("%c    ",a+j);
            break;
        case 2:
            for(int j=0; j<yn; j++)
                printf("%c    ",a+j);
            break;
        case 3:
            for(int j=0; j<yn; j++)
                printf("%c    ",a+j);
            break;

        }
    }
    printf("\n");
    for(int i=0; i<pn; i++)
    {
        for(int j=0; j<yn; j++)
        {
            printf("%d    ",max1[i][j]);
        }
        for(int j=0; j<yn; j++)
        {
            printf("%d    ",allocation[i][j]);
        }
        for(int j=0; j<yn; j++)
        {
            printf("%d    ",need[i][j]);
        }
        if(i==0)
            for(int j=0; j<yn; j++)
                printf("%d    ",available[j]);
        printf("\n");
    }
}
int main()
{
    int work[1000]= {0};
    int pn,yn;
    printf("Please input the number of the program\n");
    scanf("%d",&pn);
    printf("Please input the number of the element\n");
    scanf("%d",&yn);
    printf("Please input Max and Allocation of the program \n");
    for(int i=0; i<pn; i++)
    {
        for(int j=0; j<yn; j++)
        {
            scanf("%d",&max1[i][j]);
        }
        for(int j=0; j<yn; j++)
        {
            scanf("%d",&allocation[i][j]);
        }
        for(int j=0; j<yn; j++)
        {
            need[i][j]=max1[i][j]-allocation[i][j];
        }
    }
    printf("Please input the Available \n");
    for(int i=0; i<yn; i++)
    {
        scanf("%d",&available[i]);
        work[i]=available[i];
    }

    if(safe(pn,yn,work))
    {
        printf("it is safe now \n");
        for(int i=0; i<pn; i++)
            printf("%d  ",safeq[i]);
        printf("\n");
        printf("is the one of the safe sequence \n");
    }
    else
        printf("it is not safe now\n");


    if(safe(pn,yn,work))
    {
        while(1)
        {
            int num;
            int ex;
            int judge=1;
            printf("if you want to exit , please input 0 else input 1 \n");
            scanf("%d",&ex);
            if(!ex)
                break;
            printf("Please input the number of the request program \n");
            scanf("%d",&num);
            printf("Please input the Request \n");
            for(int i=0; i<yn; i++)
            {
                scanf("%d",&request[num][i]);
                if(request[num][i]>need[num][i])
                {
                    judge=0;
                    printf("error!\n");
                    break;
                }
            }
            if(judge)
            {
                int wait=0;
                for(int i=0; i<yn; i++)
                {
                    if(request[num][i]>available[i])
                    {
                        wait=1;
                        printf("wait because request>available!\n");
                        break;
                    }
                }
                if(!wait)
                {

                    for(int j1=0; j1<yn; j1++)
                    {
                        available[j1]-=request[num][j1];
                        allocation[num][j1]+=request[num][j1];
                        need[num][j1]-=request[num][j1];
                    }
                    if(safe(pn,yn,work))
                    {
                        printf("it is safe now \n");
                        for(int i=0; i<pn; i++)
                            printf("%d  ",safeq[i]);
                        printf("\n");
                        printf("is the one of the safe sequence \n");
                        printf("complete !!!!!!!\n");
                    }
                    else
                    {
                        for(int j1=0; j1<yn; j1++)
                        {
                            available[j1]+=request[num][j1];
                            allocation[num][j1]-=request[num][j1];
                            need[num][j1]+=request[num][j1];
                        }
                        printf("wait because it is not safe \n");
                    }
                }

            }
        }
    }
    print(pn,yn);
}

/*
5
3
7 5 3 0 1 0
3 2 2 2 0 0
9 0 2 3 0 2
2 2 2 2 1 1
4 3 3 0 0 2
3 3 2
1
1
1 0 2
1
4
3 3 0
1
0
0 2 0
0


*/