主存空间的分配和回收

1.      目的和要求

 1.1.           实验目的

用高级语言完成一个主存空间的分配和回收程序，以加深对动态分区分配方式及其算法的理解。

1.2.    实验要求

采用连续分配方式之动态分区分配存储管理，使用首次适应算法、循环首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法4种算法完成设计(任选两种算法)。

（1）**设计一个作业申请队列以及作业完成后的释放顺序，实现主存的分配和回收。采用分区说明表进行。

（2）或在程序运行过程，由用户指定申请与释放。

（3）设计一个空闲区说明表，以保存某时刻主存空间占用情况。把空闲区说明表的变化情况以及各作业的申请、释放情况显示。

2.   实验内容

根据指定的实验课题，完成设计、编码和调试工作，完成实验报告。

3.   实验环境

可以选用Turbo C作为开发环境。也可以选用Windows下的VB，CB或其他可视化环境，利用各种控件较为方便。自主选择实验环境。

4. 程序

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define ok1
#define error

typedef int status;

typedef struct free_table
{
    int num;
    long address;
    long length;
    int state;
}elem type;

typedef struct node
{
    elem type data;
    struct node*pp;
    struct node*next;
}node,*linklist;

linklist first;
linklist end;
int flag;

status initblock()
{
    first=(linklist)malloc(sizeof(node));
    end=(linklist)malloc(sizeof(node));
first->p=null;
first->next=end;
end->p=first;
end->=null;
end->data.num=1;
end->data.address=40;
end->data.length=600;
end->data.state=0;
return ok;
}

void sort()
{
    node*p=first->next,*q;
    q=pp->next;
    for(;p!=null;p=p->next)
    {
        for(q=p->next;q;q=q->next)
        {
          if(p->data.num>=q->data.num)
          {
              q->data.num+=1;
          }
        }
    }
    void show()
    {
        int flag=0;
        node*p=first;
        p->data.num=0;
        p->data.address=0;
        p->data.length=0;
        p->data.state=1;
        sort();
        printf("\n\t\t》主存空间分配情况《\n");
        printf("**********************************************************\n\n");
        printf("分区序号\t起始地址\t分区大小\t分区状态\n\n");
        while(p)
        {
            printf("%d\t\t%d\t\t%d",p->data.num,p->data.address,p->data.length);
            if(p->data.state==0) printf("\t\t空闲\n\n");
            else printf("\t\t已分配\n\n");
            p=p->next;
        }
        printf("**********************************************************\n\n");
    }
    status first_fit(int request)
    {
        //为申请作业开辟新空间且初始化
        node *p=first->next;
        linklist temp=(linklist)malloc(sizeof(node));
        temp->data.length=request;
        temp->data.state=1;
        p->data.num=1;
        while(p)
        {
            if((p->data.state==0)&&(p->data.length==request))
            {

                p->data.state=1;
                return OK;
        break;
            }
            else if((p->data.state==0) && (p->data.length>request))
            {
                temp->pp=p->pp
                temp->next=p;
                temp->data.address=p->data.address;
                temp->data.num=p->data.num;
                p->pp->next=temp;
                p->pp=temp;
                p->data.address=temp->data.address+temp->data.length;
                p->data.length-=request;
                p->data.num+=1;
                return OK;
                break;
        }
            p=p->next;
        }  

        return error;
    }
status best_fit(int request)
{    int ch; //记录最小剩余空间
 Node *p=first;
 Node *q=NULL; //记录最佳插入位置
 LinkList temp=(LinkList)malloc(sizeof(Node));
    temp->data.length=request;
    temp->data.state=1;
    p->data.num=1;
    while(p) //初始化最小空间和最佳位置
    {      if((p->data.state==0) && (p->data.length>=request) )
    {          if(q==NULL)           

     {
        q=p;
        ch=p->data.length-request;
    }
    else if(q->data.length > p->data.length)
    {
        q=p;
        ch=p->data.length-request;
    }
    }
    p=p->next;
    }
    if(q==NULL)
        return error;//没有找到空闲块
    else if(q->data.length==request)
    {         q->data.state=1;
    return OK;     }
    else   {
        temp->pp=q->pp;
        temp->next=q;
        temp->data.address=q->data.address;
        temp->data.num=q->data.num;
        q->pp->next=temp;
        q->pp=temp;
        q->data.address+=request;
        q->data.length=ch;
        q->data.num+=1;
        return OK;
    }
 return OK;
}
status allocation(int a)
{    int request;//申请内存大小
 printf("请输入申请分配的主存大小(单位:KB):");
 scanf("%d",&request);
 if(request<0 ||request==0)
 {
     printf("分配大小不合适，请重试！");
     return ERROR;     }
 switch(a)
 {
 case 1: //默认首次适应算法
     if(first_fit(request)==OK)
         printf("\t****分配成功！****");
     else printf("\t****内存不足，分配失败！****");
     return OK;
     break;
 case 2: //选择最佳适应算法
     if(Best_fit(request)==OK)
         printf("\t****分配成功！****");
     else printf("\t****内存不足，分配失败！****");
       return OK;
       break;
 }
status deal1(Node *p)//处理回收空间
 {
    Node *q=first;
    for(;q!=NULL;q=q->next)
    {
        if(q==p)
    {      

            if(q->prior->data.state==0&&q->next->data.state!=0)
            {
      q->pp->data.length+=q->data.length;
      q->pp->next=q->next;
      q->next->pp=q->pp;
      q=q->ppr;
      q->data.state=0;
      q->data.num=flag-1;
    }
            if(q->pp->data.state!=0&&q->next->data.state==0)
            {
                q->data.length+=q->next->data.length;
                q->next=q->next->next;
                q->next->next->pp=q;
                q->data.state=0;
                q->data.num=flag;
    }
            if(q->prior->data.state==0&&q->next->data.state==0)
            {
                q->pp->data.length+=q->data.length;
                q->pp->next=q->next;
                q->next->ppr=q->pp;
                q=q->prior;
                q->data.state=0;
                q->data.num=flag-1;
    }
            if(q->prior->data.state!=0&&q->next->data.state!=0)
            {
                q->data.state=0;
            }
        }
    } 

  return OK;
}

status deal2(Node *p)//处理回收空间
 {     Node *q=first;
   for(;q!=NULL;q=q->next)
   {
       if(q==p)
           next->prior=q->pp;
       q=p->prior;
       q->data.state=0;
       q->data.num=flag-1;
     }
   if(q->prior->data.state!=0&&q->next->data.state==0)
   {
       q->data.state=0;
  }
   if(q->pp->data.state==0&&q->next->data.state==0)
   {
       q->pp->data.length+=q->data.length;
       q->pp->next=q->next;
       q->next->pp=q->pp;
       q=q->pp;
       q->data.state=0;
       q->data.num=flag-1;
   }
   if(q->prior->data.state!=0&&q->next->data.state!=0)
   {
       q->data.state=0;
   } 

  return OK;
  }
Status recovery(int flag)
{     Node *p=first;
for(;p!=NULL;p=p->next)
   {
    if(p->data.num==flag)
    {
        if(p->pp==first)
        {
            if(p->next!=end)//当前P指向的下一个不是最后一个时
            {        if(p->next->data.state==0)      //与后面的空闲块相连
            {                  p->data.length+=p->next->data.length;
            p->next->next->pp=p;
            p->data.num=flag;
            }
            else p->data.state=0;
            }
            if(p->next==end)//当前P指向的下一个是最后一个时
            {               p->data.state=0;
        }
        }//结束if(p->prior==block_first)的情况
        else if(p->prior!=first)
        {
            if(p->next!=end)
            {        deal1(p);
        }
            else
            {
                deal2(p);
        }    }//结束
        if(p->pp!=block_first)的情况   }//结束
    if(p->data.num==flag)的情况   }
  printf("\t****回收成功****");
  return OK;    }

//主函数
void main()
 {
    int i;  //操作选择标记
  int a;//算法选择标记
  printf("**********************************************************\n");
  printf("\t\t用以下三种方法实现主存空间的分配\n");
  printf("\t(1)首次适应算法\t(2)最佳适应算法\n");
  printf("**********************************************************\n");
  printf("\n");
  printf("请输入所使用的内存分配算法:");
  scanf("%d",&a);
  while(a<1||a>3)
  {
      printf("输入错误，请重新输入所使用的内存分配算法:\n");
       scanf("%d",&a);
  }
  switch(a)
  {
  case 1:printf("\n\t****使用首次适应算法：****\n");
      break;
  case 2:printf("\n\t****使用最佳适应算法：****\n");
      break;
  }
  initblock(); //开创空间表
  while(1)
  {
      show();
      printf("\t1: 分配内存\t2: 回收内存\t0: 退出\n");
      printf("请输入您的操作：");
      scanf("%d",&i);
      if(i==1)
          allocation(a); // 分配内存
      else if(i==2)  // 内存回收
      {
          printf("请输入您要释放的分区号：");
          scanf("%d",&flag);
          recovery(flag);
      }
      else if(i==0)
      {
          printf("\n退出程序\n");
          break; //退出
      }          else //输入操作有误
      {
          printf("输入有误，请重试！");
          continue;
      }
  }
}

5 体会

 思路清楚，逻辑有序