银行家算法C语言版「建议收藏」

银行家算法C语言版「建议收藏」#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<conio.h>#definem50#definetrue1#definefalse0intno1;//进程数intno2;//资源数intr;intallocation[m][m],need[m][m],available[m],max[m][m];charname1[m],name2[m];.

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <conio.h>
 
# define m 50
# define true 1
# define false 0 
 
int no1;  //进程数
int no2;  //资源数
int r;
int allocation[m][m],need[m][m],available[m],max[m][m]; 
char name1[m],name2[m];                               //定义全局变量





void main()
{
	void check();
	void print();     //提前声明
	int i,j,p=0,q=0;
	char c;
	int request[m],allocation1[m][m],need1[m][m],available1[m];
	printf("**********************************************\n");
	printf("*           银行家算法的设计与实现           *\n");
    printf("**********************************************\n");
	printf("请输入进程总数:\n");
	scanf("%d",&no1);
	printf("请输入资源种类数:\n");
	scanf("%d",&no2);
    printf("请输入Max矩阵:\n");
	for(i=0;i<no1;i++)
		for(j=0;j<no2;j++)
			scanf("%d",&max[i][j]);   //输入已知进程最大资源需求量

	printf("请输入Allocation矩阵:\n");
	for(i=0;i<no1;i++)
		for(j=0;j<no2;j++)
			scanf("%d",&allocation[i][j]);  //输入已知的进程已分配的资源数
    
	for(i=0;i<no1;i++)
		for(j=0;j<no2;j++)
			need[i][j]=max[i][j]-allocation[i][j]; //根据输入的两个数组计算出need矩阵的值
   
	printf("请输入Available向量\n");
	for(i=0;i<no2;i++)
		scanf("%d",&available[i]);       //输入已知的可用资源数
	
	print();  //输出已知条件
	check();  //检测T0时刻已知条件的安全状态

	if(r==1)  //如果安全则执行以下代码
	{
		do{ 
            q=0;
            p=0;
            printf("\n请输入请求资源的进程号:\n");
			for(j=0;j<=10;j++)
			{
				scanf("%d",&i);
				if(i>=no1)
				{
					printf("输入错误,请重新输入:\n");
				    continue;      
				}
				else break;
			}
			printf("\n请输入该进程所请求的资源数request[j]:\n");
			for(j=0;j<no2;j++)
				scanf("%d",&request[j]);
			for(j=0;j<no2;j++)
				if(request[j]>need[i][j]) p=1;  
				//判断请求是否超过该进程所需要的资源数
				if(p)
					printf("请求资源超过该进程资源需求量,请求失败!\n");
				else
				{
					for(j=0;j<no2;j++)
					if(request[j]>available[j]) q=1;  
                    //判断请求是否超过可用资源数
					if(q) 
						printf("没有做够的资源分配,请求失败!\n");

					else                             //请求满足条件
					{
						for(j=0;j<no2;j++)  
						{
							available1[j]=available[j];  
							allocation1[i][j]=allocation[i][j];
							need1[i][j]=need[i][j];    
					        //保存原已分配的资源数,仍需要的资源数和可用的资源数

							available[j]=available[j]-request[j];  
							allocation[i][j]+=request[j];
							need[i][j]=need[i][j]-request[j];
                            //系统尝试把资源分配给请求的进程
						}
						print();
						check();     //检测分配后的安全性
						if(r==0)   //如果分配后系统不安全
						{
							for(j=0;j<no2;j++)
							{
								available[j]=available1[j];  
							    allocation[i][j]=allocation1[i][j];
							    need[i][j]=need1[i][j];
                                //还原已分配的资源数,仍需要的资源数和可用的资源数
							}
							printf("返回分配前资源数\n");
							print();
						}
					}
				}printf("\n你还要继续分配吗?Y or N ?\n");   
				 //判断是否继续进行资源分配
				 c=getche();
		}while(c=='y'||c=='Y');
	}

}




void check()   //安全算法函数
{
	int k,f,v=0,i,j;
	int work[m],a[m];
	int finish[m];
	r=1;
	for(i=0;i<no1;i++)
		finish[i]=false;   // 初始化进程均没得到足够资源数并完成
	for(i=0;i<no2;i++)
	    work[i]=available[i];  //work[i]表示可提供进程继续运行的各类资源数
	k=no1;
	do{
		for(i=0;i<no1;i++)
		{
			if(finish[i]==false)
			{
				f=1;
				for(j=0;j<no2;j++)
					if(need[i][j]>work[j])
						f=0;
					if(f==1)      //找到还没有完成且需求数小于可提供进程继续运行的资源数的进程
					{
						finish[i]=true;
						a[v++]=i;    //记录安全序列号
						for(j=0;j<no2;j++)
							work[j]+=allocation[i][j];   //释放该进程已分配的资源
					}
			}
		}
		k--;           //每完成一个进程分配,未完成的进程数就减1
	}while(k>0);
	f=1;
	for(i=0;i<no1;i++)       //判断是否所有的进程都完成
	{
		if(finish[i]==false)   
		{
			f=0;
			break;
		}
	}
	if(f==0)       //若有进程没完成,则为不安全状态
	{
		printf("系统处在不安全状态!");
		r=0;
	}
	else
	{
		printf("\n系统当前为安全状态,安全序列为:\n");
		for(i=0;i<no1;i++)
			printf("p%d  ",a[i]);  //输出安全序列
	}

}





void print()  //输出函数
{
	int i,j;
	printf("\n");
	printf("*************此时刻资源分配情况**********************\n");
	printf("进程名   |   Max     | Allocation  |     Need    |\n");
    for (i = 0; i < no1; i++)	
		{
			printf("   p%d/%d      ",i,i);
			    
         	for (j = 0; j < no2; j++) 
            	{printf("%d   ",max[i][j]);}

			for (j = 0; j < no2; j++) 
			    {printf(" %d   ",allocation[i][j]);}
			
			for (j = 0; j < no2; j++)
			    {printf(" %d   ",need[i][j]);}
	
			printf("\n");
		}
	    printf("\n");
		printf("各类资源可利用的资源数为:");
		for (j = 0; j < no2; j++) 
		    {printf(" %d",available[j]);}
		printf("\n");
}
  • 实验内容

1、定义了一个结构体,结构体里面的三个域分别表示三种资源的数量。

2、定义一个最大需求矩阵,写出已分配资源数矩阵、需求矩阵、可用资源

向量、记录安全序列的数组、试探分配序列。

3、银行家算法使用的是试探分配的策略,如果进程请求分配的资源既不大

于自己尚需的资源,又不大于系统现存的资源,那就可以先试探着将资源分配给该进程,然后测试分配后是不是有可能造成死锁,如果不会引起死锁(即安全状态)就可以完成分配,否则(即不安全状态)就将试探分配的资源回收回来让其等待。

二、实施步骤

1. 银行家算法中的数据结构
  为了实现银行家算法,在系统中必须设置这样四个数据结构,分别用来描述系统中可利用的资源、所有进程对资源的最大需求、系统中的资源分配,以及所有进程还需要多少资源的情况。
  (1) 可利用资源向量Available。
  (2) 最大需求矩阵Max。
  (3) 分配矩阵Allocation。
  (4) 需求矩阵Need。

2. 银行家算法
  设Requesti是进程Pi的请求向量,如果Request
i[j]=K,表示进程Pi需要K个Rj类型的资源。当Pi发出资源请求后,系统按下述步骤进行检查:
  (1) 如果Request
i[j]Need[i, j],便转向步骤(2); 否则认为出错,因为它所需要的资源数已超过它所宣布的最大值。
  (2) 如果Request
i[j]Available[j],便转向步骤(3); 否则,表示尚无足够资源,Pi须等待。

(3) 系统试探着把资源分配给进程Pi,并修改下面数据结构中的数值:
       Available[j] = Available[j]
Requesti[j];
      Allocation[i, j] = Allocation[i, j]+Requesti[j];
 
    Need[i, j] = Need[i, j]Requesti[j];
  (4) 系统执行安全性算法,检查此次资源分配后系统是否处于安全状态。若安全,才正式将资源分配给进程Pi,以完成本次分配;否则,将本次的试探分配作废,恢复原来的资源分配状态,让进程Pi等待。

3. 安全性算法
  系统所执行的安全性算法可描述如下:
  (1) 设置两个向量:

    ① 工作向量Work,它表示系统可提供给进程继续运行所需的各类资源数目,

它含有m个元素,在执行安全算法开始时,Work := Available;

    ② Finish:它表示系统是否有足够的资源分配给进程,使之运行完成。开始时先做Finish[i] := false;当有足够资源分配给进程时,再令Finish[i] := true。实现以下功能。

  (2) 从进程集合中找到一个能满足下述条件的进程:
  ① Finish[i]=false;
  ② Need[i, j]≤Work[j];
  若找到,执行步骤(3),否则,执行步骤(4)。
  (3) 当进程Pi获得资源后,可顺利执行,直至完成,并释放出分配给它的资源,故应执行:
    Work[j] = Work[j]+Allocation[i, j];
    Finish[i] =true;
    go to step 2;
  (4) 如果所有进程的Finish[i]=true都满足,则表示系统处于安全状态;否则,系统处于不安全状态。

假定系统中有五个进程{P0, P1, P2, P3, P4}和三类资源{A, B, C},各种资源的数量分别为10、5、7,在T0时刻的资源分配情况如图:

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