大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

概述

银行家算法是荷兰学者Dijkstra为银行系统设计的，以确保银行在发放现金贷款时，不会发生不能满足所有客户需要的情况。后来该算法被用在操作系统中，用于避免死锁
核心思想：在进程提出资源申请时，先预判此分配是否会导致系统进入不安全状态。如果会进入不安全状态，就暂时不答应这次请求，让该进程先阻塞等待。

过程演示图解

假定有五个进程{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下

T0时刻的安全性

P1发出请求向量Request1（1,0,2），系统按银行家算法进行检查：

1. Request1（1,0,2）<=Need1（1,2,2）
2. Request1（1,0,2）<=Available1（3,3,2）
   满足条件。再利用安全性算法检查此时系统是否安全
   

银行家算法

1.数据结构

2. 银行家算法bank（）函数

3.程序共有五部分

代码实现

#include<stdio.h> 
#include <cstdlib>
/*定义数据结构*/
int Max[100][100] ={ 
0};//最大需求矩阵 
int Allocation[100][100]={ 
0};//已分配矩阵 
int Need[100][100]={ 
0};//需求矩阵 
int Available[100]={ 
0}; //资源可用情况 
char Name[100]={ 
0};//资源名称
int Work[100]={ 
0};//记录系统中当前各类可用资源的数目 
int Request[100]={ 
0};//系统对各类资源请求的数目 
int Security[100]={ 
0};//保存进程在安全情况下的执行顺序 
int M;//系统中进程的数量
int N;//资源类型的数量 
void init()
{ 

int i=0,j=0;
printf("请输入可用资源的种类数量：");
scanf("%d",&N);
for(i=0;i<N;i++)
{ 

printf("请输入第 %d 个可用资源的名称: ",i);
scanf("%s",&Name[i]);
printf("请输入初始可用资源 %c 的数量: ",Name[i]);
scanf("%d",&Available[i]);
}
printf("\n");
printf("请输入进程的数量：");
scanf("%d",&M);
printf("请输入进程的Max矩阵：\n");
for(i=0;i<M;i++){ 
//遍历每一个进程 
for(j=0;j<N;j++){ 
//输入第i个进程中每种资源的数量 
scanf("%d",&Max[i][j]);
}
}
printf("请输入进程的Allocation矩阵：\n");
int temp[100]={ 
0};//为了算新的Available 
for(i=0;i<M;i++){ 
//遍历每一个进程 
for(j=0;j<N;j++){ 
//输入第i个进程中每种资源的数量 
scanf("%d",&Allocation[i][j]);
//第一个进程需要j类资源的数量：最大需求量-已经分配的 
Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];
temp[j]+=Allocation[i][j]; //统计已经分配的资源量 
}
}
for(j=0;j<N;j++)//更新可用资源数目Available
{ 

Available[j]=Available[j]-temp[j];
} 
}
void show(){ 
//功能：进行资源及进程相关信息显示
printf("\t--------------------\n");
printf("\t系统当前可用的资源矩阵Available：\n");
int i;
for(i=0;i<N;i++){ 

printf("%c ",Name[i]);
} 
printf("\n");
for(i=0;i<N;i++)
printf("%d ",Available[i]);
printf("\n");
printf("\t系统当前资源分配情况如下： \n");
printf("\t Max Allocation Need\n");
printf("进程名 ");
int j=0;
for(j=0;j<3;j++)//每个进程名要输出三次
{ 

for(i=0;i<N;i++){ 
//遍历所有的资源名称 
printf("%c ",Name[i]);
}
} 
printf("\n");
for(i=0;i<M;i++){ 
//打印进程
printf("P%d ",i);
for(j=0;j<N;j++){ 

printf("%d ",Max[i][j]);
}
for(j=0;j<N;j++){ 

printf("%d ",Allocation[i][j]);
}
for(j=0;j<N;j++){ 

printf("%d ",Need[i][j]);
}
printf("\n");
}	
}
int safe()
{ 

int Finish[100]={ 
0};//Finish：系统是否有足够的资源分配给进程，使之完成运行 
// 开始时先令Finish[i]=0,当有祖国资源分配给进程时，再令Finish[i]=1 
int i=0;
for(i=0;i<N;i++)
{ 

Work[i]=Available[i];//在执行安全算法开始时，Work=Available 
}
int j=0,count=0,k=0,m=0;
for(i=0;i<M;i++)
{ 
	
count=0;//遍历完一个进程就将count置为0，对新的i号进程资源达标数进行计数 
for(j=0;j<N;j++){ 

//Finish[i]=0表示未执行 
if(Finish[i]==0&&Need[i][j]<=Work[j])
{ 
//如果进程没有执行且资源需求条件满足 
count++;//统计有多少种资源满足条件 
if(count==N) //表示对于i号进程所有资源都满足 
{ 

Finish[i]=1;//记录i号进程为可执行 
for(k=0;k<N;k++)
{ 

Work[k]=Work[k]+Allocation[i][k];
}
Security[m]=i;//记录第m个执行的是i号进程
i=-1;//将i置为-1;通过for循环执行i++后变为0，从第一个进程重新开始找 
m++;
} 
} 
}
}
for(i=0;i<M;i++)
{ 

if(Finish[i]==0)
{ 

printf("系统不安全\n");
return -1;
}
} 
printf("系统时安全的\n");
for(i=0;i<M;i++)
{ 

printf("P%d",Security[i]);
if(i<M-1)
printf("-->");
}
printf("\n");
return 0;
}
bool bank()
{ 

printf("请输入希望手动分配资源的进程的编号：");
int Id,j;
bool flag=true;
while(scanf("%d",&Id))
{ 

if(Id < 0 || Id > M-1)
printf("进程不存在!请重新输入\n请输入希望手动分配资源的进程的编号：");
else break;
}
printf("请输入请求资源数(%d个)：\n",N);
for(j=0;j<N;j++)
{ 

scanf("%d",&Request[j]);
}
printf("开始为进程P%d分配资源：\n",Id);
for(j=0;j<N;j++)
{ 

if(Request[j]>Need[Id][j]){ 

printf("进程请求资源数大于所需资源数，无法分配!\n");
flag=false;
break;			
}
else if(Request[j]>Available[j]){ 

printf("进程请求资源数大于可用资源数，无法分配!\n");
flag=false;
break;
}
else{ 

Available[j] -= Request[j];
Allocation[Id][j] += Request[j];
Need[Id][j] -= Request[j];
}
}	
return flag; 
}
int main()
{ 

printf("\t--------------------------\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t|| 模拟银行家算法 ||\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t|| Sparky ||\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t--------------------------\n");
init();	
show();
safe();
char choice;
printf("\t-------------------------------------\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t|| 手动进行资源请求 ||\n");
printf("\t|| 输入R(r)请求资源 ||\n");
printf("\t|| 输入E(e)退出程序 ||\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t|| ||\n");
printf("\t-------------------------------------\n");
while(true){ 

printf("请选择资源分配还是退出");
scanf("%s",&choice); 
if(choice=='R'||choice=='r')
{ 

if(bank()){ 

safe();	
show(); 
//exit(0);
}else{ 
//说明没有分配资源，不必退出程序。 
show();
}				
}
else if(choice=='E'||choice=='e')
{ 

exit(0);
}
else
printf("请正确选择"); 
}
return 0;	
} 

附简单测试案例

运行结果

3种资源：

A B C
10 5 7

Max矩阵

7 5 3
3 2 2
9 0 2
2 2 2
4 3 3

Allocation

0 1 0
2 0 0
3 0 2
2 1 1
0 0 2