algo8-1.c

第七章到第十二章的代码实现

 /* algo8-1.c 边界标识法。实现算法8.1的程序 */
 #include"c1.h"
 #include"c8-1.h"
 #define MAX 1000 /* 可利用空间的大小(以WORD的字节数为单位) */
 #define e 10 /* 块的最小尺寸-1(以WORD的字节数为单位) */

 Space AllocBoundTag(Space *pav,int n) /* 算法8.1(首次拟合法) */
 { /* 若有不小于n的空闲块,则分配相应的存储块,并返回其首地址;否则返回NULL */
   /* 若分配后可利用空间表不空，则pav指向表中刚分配过的结点的后继结点 */
   Space p,f;
   for(p=*pav;p&&p->size<n&&p->rlink!=*pav;p=p->rlink); /* 查找不小于n的空闲块 */
   if(!p||p->size<n) /* 找不到，返回空指针 */
     return NULL;
   else /* p指向找到的空闲块 */
   {
     f=FootLoc(p); /* 指向底部 */
     *pav=p->rlink; /* pav指向*p结点的后继结点 */
     if(p->size-n<=e) /* 整块分配，不保留<=e的剩余量 */
     {
       if(*pav==p) /* 可利用空间表变为空表 */
         *pav=NULL;
       else /* 在表中删除分配的结点 */
       {
         (*pav)->a.llink=p->a.llink;
         p->a.llink->rlink=*pav;
       }
       p->tag=f->tag=1; /* 修改分配结点的头部和底部标志 */
     }
     else /* 分配该块的后n个字(高地址部分) */
     {
       f->tag=1; /* 修改分配块的底部标志 */
       p->size-=n; /* 置剩余块大小 */
       f=FootLoc(p); /* 指向剩余块底部 */
       f->tag=0; /* 设置剩余块底部 */
       f->a.uplink=p;
       p=f+1; /* 指向分配块头部 */
       p->tag=1; /* 设置分配块头部 */
       p->size=n;
     }
     return p; /* 返回分配块首地址 */
   }
 }

 void Reclaim(Space *pav,Space *p)
 { /* 边界标识法的回收算法 */
   Space s=(*p-1)->a.uplink,t=*p+(*p)->size; /* s、t分别指向释放块的左、右邻块(空闲时)的首地址 */
   int l=(*p-1)->tag,r=(*p+(*p)->size)->tag; /* l、r分别指示释放块的左、右邻块是否空闲 */
   if(!*pav) /* 可利用空间表空 */
   { /* 将释放块加入到pav所指的可利用空间表中 */
     *pav=(*p)->a.llink=(*p)->rlink=*p; /* 头部域的两个指针及pav均指向释放块 */
     (*p)->tag=0; /* 修改头部域块标志为空闲 */
     (FootLoc(*p))->a.uplink=*p; /* 修改尾部域 */
     (FootLoc(*p))->tag=0;
   }
   else /* 可利用空间表不空 */
   {
     if(l==1&&r==1) /* 左右邻区均为占用块 */
     {
       (*p)->tag=0; /* 修改头部域块标志为空闲 */
       (FootLoc(*p))->a.uplink=*p; /* 修改尾部域 */
       (FootLoc(*p))->tag=0;
       (*pav)->a.llink->rlink=*p; /* 将p所指结点(刚释放的结点)插在pav所指结点之前 */
       (*p)->a.llink=(*pav)->a.llink;
       (*p)->rlink=*pav;
       (*pav)->a.llink=*p;
       *pav=*p; /* 修改pav,令刚释放的结点为下次分配时的最先查询的结点 */
     }
     else if(l==0&&r==1) /* 左邻区为空闲块,右邻区为占用块 */
     { /* 合并左邻块和释放块 */
       s=(*p-1)->a.uplink; /* 左邻空闲块的头部地址 */
       s->size+=(*p)->size; /* 设置新的空闲块大小 */
       t=FootLoc(*p); /* 设置新的空闲块底部 */
       t->a.uplink=s;
       t->tag=0;
     }
     else if(l==1&&r==0) /* 右邻区为空闲块,左邻区为占用块 */
     { /* 合并右邻块和释放块 */
       (*p)->tag=0; /* P为合并后的结点头部地址 */
       (*p)->a.llink=t->a.llink; /* p的前驱为原t的前驱 */
       (*p)->a.llink->rlink=*p; /* p的前驱的后继为p */
       (*p)->rlink=t->rlink; /* p的后继为原t的后继 */
       (*p)->rlink->a.llink=*p; /* p的后继的前驱为p */
       (*p)->size+=t->size; /* 新的空闲块的大小 */
       (FootLoc(t))->a.uplink=*p; /* 底部(原t的底部)指针指向新结点的头部 */
       if(*pav==t) /* 可利用空间表的头指针指向t(t已不是空闲结点首地址了) */
         *pav=*p; /* 修改pav,令刚释放的结点为下次分配时的最先查询的结点 */
     }
     else /* 左右邻区均为空闲块 */
     {
       s->size+=(*p)->size+t->size; /* 设置新结点的大小 */
       t->a.llink->rlink=t->rlink; /* 删去右邻空闲块结点 */
       t->rlink->a.llink=t->a.llink;
       (FootLoc(t))->a.uplink=s; /* 新结点底部(原t的底部)指针指向其头部 */
       if(*pav==t) /* 可利用空间表的头指针指向t(t已不是空闲结点首地址了) */
         *pav=s; /* 修改pav,令刚释放的结点为下次分配时的最先查询的结点 */
     }
   }
   *p=NULL; /* 令刚释放的结点的指针为空 */
 }

 void Print(Space p)
 { /* 输出p所指的可利用空间表 */
   Space h,f;
   if(p) /* 可利用空间表不空 */
   {
     h=p; /* h指向第一个结点的头部域(首地址) */
     f=FootLoc(h); /* f指向第一个结点的底部域 */
     do
     {
       printf("块的大小=%d 块的首地址=%u ",h->size,f->a.uplink); /* 输出结点信息 */
       printf("块标志=%d(0:空闲 1:占用) 邻块首地址=%u\n",h->tag,f+1);
       h=h->rlink; /* 指向下一个结点的头部域(首地址) */
       f=FootLoc(h); /* f指向下一个结点的底部域 */
     }while(h!=p); /* 没到循环链表的表尾 */
   }
 }

 void PrintUser(Space p[])
 { /* 输出p数组所指的已分配空间 */
   int i;
   for(i=0;i<MAX/e;i++)
     if(p[i]) /* 指针不为0(指向一个占用块) */
     {
       printf("块%d的首地址=%u ",i,p[i]); /* 输出结点信息 */
       printf("块的大小=%d 块头标志=%d(0:空闲 1:占用)",p[i]->size,p[i]->tag);
       printf(" 块尾标志=%d\n",(FootLoc(p[i]))->tag);
     }
 }

 void main()
 {
   Space pav,p; /* 空闲块指针 */
   Space v[MAX/e]={NULL}; /* 占用块指针数组(初始化为空) */
   int n;
   printf("结构体WORD为%d个字节\n",sizeof(WORD));
   p=(WORD*)malloc((MAX+2)*sizeof(WORD)); /* 申请大小为MAX*sizeof(WORD)个字节的空间 */
   p->tag=1; /* 设置低址边界,以防查找左右邻块时出错 */
   pav=p+1; /* 可利用空间表的表头 */
   pav->rlink=pav->a.llink=pav; /* 初始化可利用空间(一个整块) */
   pav->tag=0;
   pav->size=MAX;
   p=FootLoc(pav); /* p指向底部域 */
   p->a.uplink=pav;
   p->tag=0;
   (p+1)->tag=1; /* 设置高址边界,以防查找左右邻块时出错 */
   printf("初始化后，可利用空间表为:\n");
   Print(pav);
   n=300;
   v[0]=AllocBoundTag(&pav,n);
   printf("分配%u个存储空间后，可利用空间表为:\n",n);
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   n=450;
   v[1]=AllocBoundTag(&pav,n);
   printf("分配%u个存储空间后，pav为:\n",n);
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   n=300; /* 分配不成功 */
   v[2]=AllocBoundTag(&pav,n);
   printf("分配%u个存储空间后(不成功)，pav为:\n",n);
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   n=242; /* 分配整个块(250) */
   v[2]=AllocBoundTag(&pav,n);
   printf("分配%u个存储空间后(整块分配)，pav为:\n",n);
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   printf("回收v[0](%d)后(当pav空时回收)，pav为:\n",v[0]->size);
   Reclaim(&pav,&v[0]); /* pav为空 */
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   printf("1按回车键继续");
   getchar();
   printf("回收v[2](%d)后(左右邻区均为占用块),pav为:\n",v[2]->size);
   Reclaim(&pav,&v[2]); /* 左右邻区均为占用块 */
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   n=270; /* 查找空间足够大的块 */
   v[0]=AllocBoundTag(&pav,n);
   printf("分配%u个存储空间后(查找空间足够大的块)，pav为:\n",n);
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   n=30; /* 在当前块上分配 */
   v[2]=AllocBoundTag(&pav,n);
   printf("分配%u个存储空间后(在当前块上分配)，pav为:\n",n);
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   printf("回收v[1](%d)后(右邻区为空闲块,左邻区为占用块)，pav为:\n",v[1]->size);
   Reclaim(&pav,&v[1]); /* 右邻区为空闲块,左邻区为占用块 */
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   printf("2按回车键继续");
   getchar();
   printf("回收v[0](%d)后(左邻区为空闲块,右邻区为占用块)，pav为:\n",v[0]->size);
   Reclaim(&pav,&v[0]); /* 左邻区为空闲块,右邻区为占用块 */
   Print(pav);
   PrintUser(v);
   printf("回收v[2](%d)后(左右邻区均为空闲块),pav为:\n",v[2]->size);
   Reclaim(&pav,&v[2]); /* 左右邻区均为空闲块 */
   Print(pav);
   PrintUser(v);
 }