3.cpp

银行家算法 主要是解决进程占用资源

int Isprocessallover();                //判断系统中的进程是否全部运行完毕
void Systemstatus();                   //显示当前系统中的资源及进程情况
int Banker(int ,int *);                //银行家算法
void Allow(int ,int *);                //若进程申请不导致死锁，用此函数分配资源
void Forbidenseason(int );             //若发生死锁，则显示原因

/*全局变量*/
int Availiable[3]={3,3,2};              //初始状态，系统可用资源量                         
int Max[5][3]={{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};             
 //各进程对各资源的最大需求量
int Allocation[5][3]={{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};     
  //初始状态，各进程占有资源量
int Need[5][3]={{7,4,3},{1,2,2},{6,0,0},{0,1,1},{4,3,1}};           
  //初始状态时，各进程运行完毕，还需要的资源量 
int over[5]={0,0,0,0,0};               //标记对应进程是否得到所有资源并运行完毕  
     
#include <iostream.h>

/*主函数*/
void main()
{	
	int process=0;                           //发出请求的进程
	int decide=0;                            //银行家算法的返回值
	int Request[3]={0,0,0};                  //申请的资源量数组
	int sourcenum=0;                         //申请的各资源量
    /*判断系统中进程是否全部运行完毕*/
step1:    if(Isprocessallover()==1)
	{
		cout<<"系统中全部进程运行完毕！";
		return;
	}
    /*显示系统当前状态*/
	Systemstatus();
    /*人机交互界面*/
step2: cout<<"\n输入发出请求的进程（输入0退出系统）: ";
	   cin>>process;
	if(process==0)
	{
		cout<<"放弃申请,退出系统！";
		return;
	}
	if(process<1||process>5||over[process-1]==1)
	{
		cout<<"系统无此进程！\n";
		goto step2;
	}
    cout<<"此进程申请各资源（A，B，C）数目：\n";
	for(int h=0;h<3;h++)
	{
	    cout<<char(65+h)<<"资源:";		
	    cin>>sourcenum;
		Request[h]=sourcenum;	  
	}	
	/*用银行家算法判断是否能够进行分配*/	  
	  decide=Banker(process,Request);
	  if (decide==0)
	  {
		  /*将此进程申请资源分配给它*/
		  Allow(process,Request);
		  goto step1;
	  }
	  else
	  {
		  /*不能分配，显示原因*/
		  Forbidenseason(decide);
		  goto step2;
	  }
}

/*子函数Isprocessallover( )的实现*/
int Isprocessallover()
{
	int processnum=0;
	for(int i=0;i<5;i++)
	{
		/*判断每个进程是否运行完毕*/
		if(over[i]==1)
			processnum++;
	}
	if(processnum==5)
		/*系统中全部进程运行完毕*/
		return 1;
	else
		return 0;
}

/*子函数Systemstatus( )的实现*/
void Systemstatus()
{
	cout<<"此刻系统中存在的进程：\n";
	for(int i=0;i<5;i++)
	{
		if(over[i]!=1)
			cout<<"P"<<i+1<<"  ";
	}
	cout<<endl;
	cout<<"此刻系统可利用资源（单位：个）：\n";
	cout<<"A  B  C\n";
	for(int a=0;a<3;a++)
	{
		cout<<Availiable[a]<<"  ";
	}
	cout<<endl;
	cout<<"此刻各进程已占有资源如下（单位：个）: \n"
		<<"    A  B  C\n";		
	for(int b=0;b<5;b++)
	{
		if(over[b]==1)
			continue;
		cout<<"P"<<b+1<<"  ";
		for(int c=0;c<3;c++)
			cout<<Allocation[b][c]<<"  ";
		cout<<endl;
	}
	cout<<"各进程运行完毕还需各资源如下（单位：个）:\n"
		<<"    A  B  C\n";
	for(int f=0;f<5;f++)
	{
		if(over[f]==1)
			continue;
		cout<<"P"<<f+1<<"  ";
		for(int g=0;g<3;g++)
			cout<<Need[f][g]<<"  ";
		cout<<endl;
	}
}

/*子函数Banker(int ,int &)的实现*/
int Banker(int p,int *R)
{
	int num=0;                            //标记各资源是否能满足各进程需要
	int Finish[5]={0,0,0,0,0};                //标记各进程是否安全运行完毕
	int work[5]={0,0,0,0,0};                 //用于安全检查
	int AvailiableTest[3];                   //用于试分配  
	int AllocationTest[5][3];                //同上
	int NeedTest[5][3];                    //同上
	/*判断申请的资源是否大于系统可提供的资源总量*/
	for(int j=0;j<3;j++)
	{
		  if(*(R+j)>Availiable[j])
			  /*返回拒绝分配原因*/
		  return 1;
	}
	/*判断该进程申请资源量是否大于初始时其申明的需求量*/
	for(int i=0;i<3;i++)
	{		
		  if(*(R+i)>Need[p-1][i])
		  /*返回拒绝原因*/			  
			 return 2;
	}	 
	  /*为检查分配的各数据结构赋初值*/
    for(int t=0;t<3;t++)                     
	{
	  AvailiableTest[t]=Availiable[t];
	}
	for(int u=0;u<5;u++)                      
	{
	  for(int v=0;v<3;v++)
	  {
		  AllocationTest[u][v]=Allocation[u][v];
	  }
	}
	for(int w=0;w<5;w++)                       
	{
	  for(int x=0;x<3;x++)
	  {
		  NeedTest[w][x]=Need[w][x];
	  }
	}
	 /*进行试分配*/
	for(int k=0;k<3;k++)                      		                                         //修改NeedTest[]
	{
	  AvailiableTest[k]-=*(R+k);
	  AllocationTest[p-1][k]+=*(R+k);
	  NeedTest[p-1][k]-=*(R+k);
	}
	 /*检测进程申请得到满足后，系统是否处于安全状态*/
    for(int l=0;l<3;l++)
	{
	  work[l]=AvailiableTest[l];
	}
    for(int m=1;m<=5;m++)
	{
	  for(int n=0;n<5;n++)
	  {
		  num=0;
		  /*寻找用此刻系统中没有运行完的进程*/
		  if(Finish[n]==0&&over[n]!=1)                     
		  {
			  for(int p=0;p<3;p++)
			  {
				  if(NeedTest[n][p]<=work[p])
					  num++;
			  }
			  if(num==3) 
			  {
			     for(int q=0;q<3;q++)
				 {
					  work[q]=work[q]+AllocationTest[n][q];
				 }
				 Finish[n]=1;					  
			  }
		  }
	  }
	}	 
    for(int r=0;r<5;r++)
	{
	  if(Finish[r]==0&&over[r]!=1)
		  /*返回拒绝分配原因*/
		  return 3;
	}
	return 0;
}

/*子函数Allow(int ,int &)的实现*/
void Allow(int p,int *R)
{
	cout<<"可以满足申请！";
	static int overnum;
	/*对进程所需的资源进行分配*/
	for(int t=0;t<3;t++)
	{
		Availiable[t]=Availiable[t]-*(R+t);
		Allocation[p-1][t]=Allocation[p-1][t]+*(R+t);
		Need[p-1][t]=Need[p-1][t]-*(R+t);
	}
	/*分配后判断其是否运行完毕*/
	overnum=0;
	for(int v=0;v<3;v++)
	{
		if(Need[p-1][v]==0)
			overnum++;
	}
	if(overnum==3)
	{
		/*此进程运行完毕，释放其占有的全部资源*/
		for(int q=0;q<3;q++)
			Availiable[q]=Availiable[q]+Allocation[p-1][q];
		/*标记该进程运行完毕*/
		over[p-1]=1;
		cout<<"进程P"<<p<<"所需资源全部满足，此进程运行完毕！\n";
	}
}

/*子函数Forbidenseason(int )的实现*/
void Forbidenseason(int d)
{
	cout<<"不能满足申请，此进程挂起，原因为：\n";
	switch (d)
	{
	case 1:cout<<"申请的资源量大于系统可提供的资源量！";break;
	case 2:cout<<"申请的资源中有某种资源大于其声明的需求量！";break;
	case 3:cout<<"若满足申请，系统将进入不安全状态，可能导致死锁！";
	}
}