计算机操作系统 ----内存空间回收（首次适应算法和最佳适应算法）

#include<iostream.h>
#include<stdlib.h>
#define Free 0 //空闲状态
#define Busy 1 //已用状态
#define OK 1 //完成
#define ERROR 0 //出错
#define MAX_length 32767 //最大内存空间为32767KB
typedef int Status;
int n=0;
typedef struct freearea//定义一个空闲区说明表结构
{
int ID; //分区号
long size; //分区大小
long address; //分区地址
int state; //状态
}ElemType;

//---------- 线性表的双向链表存储结构 ------------
typedef struct DuLNode //double linked list
{
ElemType data;
struct DuLNode *prior; //前趋指针
struct DuLNode *next; //后继指针
}DuLNode,*DuLinkList;

DuLinkList block_first; //头结点
DuLinkList block_last; //尾结点

Status alloc(int);//内存分配
Status free(int); //内存回收
Status First_fit(int,int);//首次适应算法
Status Best_fit(int,int); //最佳适应算法
void show();//查看分配
Status Initblock();//开创空间表

Status Initblock()//开创带头结点的内存空间链表
{
block_first=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
block_last=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
block_first->prior=NULL;
block_first->next=block_last;
block_last->prior=block_first;
block_last->next=NULL;
block_last->data.address=0;
block_last->data.size=MAX_length;
block_last->data.ID=0;
block_last->data.state=Free;
return OK;
}

//----------------------- 分配主存 -------------------------
Status alloc(int ch)
{
int ID,request;
cout<<"请输入作业(分区号)：";
cin>>ID;
cout<<"请输入需要分配的主存大小(单位:KB)：";
cin>>request;
if(request<0 ||request==0)
{
cout<<"分配大小不合适，请重试!"<<endl;
return ERROR;
}

if(ch==2) //选择最佳适应算法
{
if(Best_fit(ID,request)==OK) cout<<"分配成功!"<<endl;
else cout<<"内存不足，分配失败!"<<endl;
return OK;
}
else //默认首次适应算法
{
if(First_fit(ID,request)==OK) cout<<"分配成功!"<<endl;
else cout<<"内存不足，分配失败!"<<endl;
return OK;
}
}
//------------------ 首次适应算法 -----------------------
Status First_fit(int ID,int request)//传入作业名及申请量
{
//为申请作业开辟新空间且初始化
DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
temp->data.ID=ID;
temp->data.size=request;
temp->data.state=Busy;
DuLNode *p=block_first->next;
while(p)
{
if(p->data.state==Free && p->data.size==request)
{//有大小恰好合适的空闲块
p->data.state=Busy;
p->data.ID=ID;
return OK;
break;
}
if(p->data.state==Free && p->data.size>request)
{//有空闲块能满足需求且有剩余"
temp->prior=p->prior;
temp->next=p;
temp->data.address=p->data.address;
p->prior->next=temp;
p->prior=temp;
p->data.address=temp->data.address+temp->data.size;
p->data.size-=request;
return OK;
break;
}
p=p->next;
}
return ERROR;
}
//-------------------- 最佳适应算法 ------------------------
Status Best_fit(int ID,int request)
{
int ch; //记录最小剩余空间
DuLinkList temp=(DuLinkList)malloc(sizeof(DuLNode));
temp->data.ID=ID;
temp->data.size=request;
temp->data.state=Busy;
DuLNode *p=block_first->next;
DuLNode *q=NULL; //记录最佳插入位置
while(p) //初始化最小空间和最佳位置
{
if(p->data.state==Free && (p->data.size>request || p->data.size==request) )
{
q=p;
ch=p->data.size-request;
break;
}
p=p->next;
}
while(p)
{
if(p->data.state==Free && p->data.size==request)
{//空闲块大小恰好合适
p->data.ID=ID;
p->data.state=Busy;
return OK;
break;
}
if(p->data.state==Free && p->data.size>request)
{//空闲块大于分配需求
if(p->data.size-request<ch)//剩余空间比初值还小
{
ch=p->data.size-request;//更新剩余最小值
q=p;//更新最佳位置指向
}
}
p=p->next;
}
if(q==NULL) return ERROR;//没有找到空闲块
else
{//找到了最佳位置并实现分配
temp->prior=q->prior;
temp->next=q;
temp->data.address=q->data.address;
q->prior->next=temp;
q->prior=temp;
q->data.address+=request;
q->data.size=ch;
return OK;
}
}
//----------------------- 主存回收 --------------------
Status free(int ID)
{
DuLNode *p=block_first;
while(p)
{
if(p->data.ID==ID)
{
p->data.state=Free;
p->data.ID=Free;
if(p->prior->data.state==Free)//与前面的空闲块相连
{
p->prior->data.size+=p->data.size;
p->prior->next=p->next;
p->next->prior=p->prior;
}
if(p->next->data.state==Free)//与后面的空闲块相连
{
p->data.size+=p->next->data.size;
p->next->next->prior=p;
p->next=p->next->next;
}
break;
}
p=p->next;
}
return OK;
}
//--------------- 显示主存分配情况 ------------------
void show()
{
cout<<"***********-----------------************\n";
cout<<"**** 主存分配情况 ****\n";
cout<<"***********-----------------************\n";
DuLNode *p=block_first->next;
while(p)
{
cout<<"分区号：";
if(p->data.ID==Free) cout<<"Free"<<endl;
else cout<<p->data.ID<<endl;
cout<<"起始地址："<<p->data.address<<endl;
cout<<"分区大小："<<p->data.size<<" KB"<<endl;
cout<<"状态：";
if(p->data.state==Free) cout<<"空闲"<<endl;
else cout<<"已分配!"<<endl;
cout<<"-----------------------"<<endl;
p=p->next;
}
}
//----------------------- 主函数---------------------------
void main()
{
int ch,d=0;//算法选择标记
cout<<"1.首次适应算法 2.最佳适应算法 0.退出\n";
cout<<"请选择分配算法：";
cin>>ch;
if(ch==0||ch==1||ch==2) d++;
while(d==0)
{
cout<<"请选择正确的数字0 ,1 或2"<<endl;
cin>>ch;
if(ch==0||ch==1||ch==2) d++;
}
if(ch==0) exit(0);
if(n==0) Initblock(); //开创空间表
int choice; //操作选择标记
while(1)
{
cout<<"********************************************\n";
cout<<"** 1: 分配内存 2: 回收内存 **\n";
cout<<"** 3: 查看分配 0: 返回 **\n";
cout<<"********************************************\n";
cout<<"请输入您的操作：";
cin>>choice;
if(choice==1)
{
alloc(ch); // 分配内存
n++;
}
else if(choice==2) // 内存回收
{
int ID;
cout<<"请输入您要释放的分区号：";
cin>>ID;
free(ID);
n++;
}
else if(choice==3)
{
show();//显示主存
n++;
}
else if(choice==0)
{
main(); //退出
n++;
}
else //输入操作有误
{
cout<<"输入有误，请重试!\n"<<endl;
continue;
}
}
}

计算机操作系统 ----内存空间回收（首次适应算法和最佳适应算法）

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