数据结构课程设计内存分配.docx
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数据结构课程设计内存分配
目录
一、题目概述（内容及要求）3
二、功能分析4
三、设计5
四、运行与测试6
五、总结7
参考文献8
一、题目概述（内容及要求）
模拟分区内存管理的模式下的各种内存分配策略，根据输入的各进程的信息（进程名，需要内存大小，进入内存时间，退出内存时间，发生申请内存的时间，申请内存的大小等），输出各个时间段上系统中的内存分布情况（各个空闲区位置和大小，各个进程空间的位置和大小）。
任务：
利用静态链表，模拟实现内存分配（分页，分区）
要求：
1.设计数据结构，存储结构；
2.在c兼容环境完成上述题目的代码编写与调试；
3.程序运行界面交互性好；
4.软件运行，给出测试数据。
二、功能分析
最先适应算法：
从空闲分区表的第一个表目起查找该表，把最先能够满足要求的空闲区分配给作业，这种方法目的在于减少查找时间，为适应这种算法，空闲分区表中的空闲分区要按地址由低到高进行排序。
该算法优先使用低址部分空闲区。
分区模式的基本工作流程图：
总体流程图：
三、设计
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#include"string.h"
#defineMAX32767
typedefstructnode/*设置分区描述器*/
{
intaddress,size;
structnode*next;
}RECT;/*函数原型*/
RECT*assignment（RECT*head,intapplication）;
voidacceptment1（RECT*head,RECT*back1）;
voidacceptment2（RECT*head,RECT*back1）
intbackcheck（RECT*head,RECT*back1）;
voidprint（RECT*head）;/*变量声明*/
RECT*head,*back,*assign1,*p;
intapplication1,maxblocknum;
charway;/*主函数*/
main（）
{
charchoose[10];
intcheck;
head=malloc（sizeof（RECT））;/*建立可利用区表的初始状态*/
p=malloc（sizeof（RECT））;
head->size=MAX;
head->address=0;
head->next=p;
maxblocknum=1;
p->size=MAX;
p->address=0;
p->next=NULL;
print（head）;/*输出可利用表初始状态*/
printf（"Entertheway（bestorfirst（b/f）\n"）;/*选择适应策略*/
scanf（"%c",&way）;
do{
printf（"Entertheassignoraccept（as/ac）\n"）;
scanf（"%s",choose）;/*选择分配或回收*/
if（strcmp（choose,"as"）==0）/*as为分配*/
{
printf（"Inputapplication:
\n"）;
scanf（"%d",&application1）;/*输入申请空间大小*/
assign1=assignment（head,application1）;/*调用分配函数*/
if（assign1->address==-1）/*分配不成功*/
printf（"Toolargeapplication!
assignfails!
!
\n\n"）;
else
printf（"Success!
!
ADDRESS=%5d\n",assign1->address）;/*分配成功*/
print（head）;/*输出*/
}
elseif（strcmp（choose,"ac"）==0）/*回收*/
{
back=malloc（sizeof（RECT））;
printf（"InputAdressandSize!
!
\n"）;
scanf（"%d%d",&back->address,&back->size）;/*输入回收地址和大小*/
check=backcheck（head,back）;/*检查*/
if（check==1）
{
if（tolower（way）=='f'）/*首先适应算法*/
acceptment1（head,back）;/*首先适应*/
else
acceptment2（head,back）;/*最佳适应*/
print（head）;
}
}
}while（!
strcmp（choose,"as"）||!
strcmp（choose,"ac"））;
}
/*
分配函数
*/
RECT*assignment（RECT*head,intapplication）
{
RECT*after,*before,*assign;
assign=malloc（sizeof（RECT））;/*分配申请空间*/
assign->size=application;
assign->next=NULL;
if（application>head->size||application<=0）
assign->address=-1;/*申请无效*/
else
{
before=head;
after=head->next;
while（after->size{
before=before->next;
after=after->next;
}
if（after->size==application）/*结点大小等于申请大小则完全分配*/
{
if（after->size==head->size）
maxblocknum--;
before->next=after->next;
assign->address=after->address;
free（after）;
}
else
{
if（after->size==head->size）maxblocknum--;
after->size=after->size-application;/*大于申请空间则截取相应大小分配*/
assign->address=after->address+after->size;
if（tolower（way）=='b'）/*如果是最佳适应，将截取后剩余结点重新回收到合适位置*/
{
before->next=after->next;
back=after;
acceptment2（head,back）;
}
}
if（maxblocknum==0）/*修改最大数和头结点值*/
{
before=head;
head->size=0;
maxblocknum=1;
while（before!
=NULL）
{
if（before->size>head->size）
{
head->size=before->size;
maxblocknum=1;
}
elseif（before->size==head->size）
maxblocknum++;
before=before->next;
}
}
}
assign1=assign;
returnassign1;/*返回分配给用户的地址*/
}
voidacceptment1（RECT*head,RECT*back1）/*首先适应*/
{
RECT*before,*after;
intinsert;
before=head;
after=head->next;
insert=0;
while（!
insert）/*将回收区插入空闲区表*/
{
if（（after==NULL）||（（back1->address<=after->address）&&（back1->address>=before->address）））
{
before->next=back1;
back1->next=after;
insert=1;
}
else
{
before=before->next;
after=after->next;
}
}
if（back1->address==before->address+before->size）/*与上一块合并*/
{
before->size=before->size+back1->size;
before->next=back1->next;
free（back1）;
back1=before;
}
if（after!
=NULL&&（after->address==back1->address+back1->size））
{/*与下一块合并*/
back1->size=back1->size+after->size;
back1->next=after->next;
free（after）;
}
if（head->sizesize）/*修改最大块值和最大块个数*/
{
head->size=back1->size;
maxblocknum=1;
}
else
if（head->size==back1->size）
maxblocknum++;
}
/*最佳适应，back1为回收结点的地址*/
voidacceptment2（RECT*head,RECT*back1）
{
RECT*before,*after;
intinsert
insert=0;
before=head;
after=head->next;
if（head->next==NULL）/*如果可利用区表为空*/
{
head->size=back1->size;
head->next=back1;
maxblocknum++;
back1->next=NULL;
}
else
{
while（after!
=NULL）/*与上一块合并*/
if（back1->address==after->size+after->address）
{
before->next=after->next;
back->size=after->size+back1->size;
free（after）;
after=NULL;
}
else
{
after=after->next;
before=before->next;
}
before=head;
after=head->next;
while（after!
=NULL）
if（after->address==back1->size+back1->address）/*与下一块合并*/
{
back1->size=back1->size+after->size;
before->next=after->next;
free（after）;
after=NULL;
}
else
{
before=before->next;
after=after->next;
}
before=head;/*将回收结点插入到合适的位置*/
after=head->next;
do{
if（after==NULL||（after->size>back1->size））
{
before->next=back1;
back1->next=after;
insert=1;
}
else
{
before=before->next;
after=after->next;
}
}while（!
insert）;
if（head->sizesize）/*修改最大块值和最大块数*/
{
head->size=back1->size;
maxblocknum++;
}
else
if（head->size==back1->size）
maxblocknum++;
}
}
voidprint（RECT*head）/*输出链表*/
{
RECT*before,*after;
intindex,k;
before=head->next;
index=1;
if（head->next==NULL）
printf（"NOpartforassignment!
!
\n"）;
else
{
printf（"*****index*******address********end*********size*****\n"）;
while（before!
=NULL）
{
printf（"----------------------------------------------------\n"）;
printf（"%-13d%-13d%-13d%-13d\n",index,before->address,before->address+before->size-1,before->size）;
printf（"----------------------------------------------------\n"）;
index++;
before=before->next;
}
}
}/*检查回收块的合法性，back1为要回收的结点地址*/
intbackcheck（RECT*head,RECT*back1）
{
RECT*before,*after;
intcheck=1;
if（back1->address<0||back1->size<0）
check=0;/*地址和大小不能为负*/
before=head->next;
while（（before!
=NULL）&&check）/*地址不能和空闲区表中结点出现重叠*/
if（（（back1->addressaddress）&&（back1->address+back1->size>before->address））||（（back1->address>=before->address）
&&（back1->addressaddress+before->size）））
check=0;
else
before=before->next;
if（check==0）
printf（"Errorinput!
!
\n"）;
returncheck;/*返回检查结果*/
}
四．运行与测试
可以自己手动写入需要的相应文本内容，也可以系统自动生成
系统自动生成文本前或是手动建立文本前，选择1便会出错
现在我们选择2重新输入文本内容并选择输入4自由块空间，每个空间起始地址与长度自己定义，输入完选择3显示空闲表和分配表
返回选择界面，选择1申请空间
申请完毕选择3可看分配情况跟此时自由块的空闲和占用情况
完成作业后撤销作业
撤销完毕后再来查看此时自由块情况，会发现作业空间释放后自由块恢复原本大小
五、总结
在这次课设中，我发现自己c语言掌握的不够好，但是这次课设使我对操作系统的知识有了一定的了解，也巩固了c语言的知识，设计中，对程序代码的设计阶段比较困难，但是我觉得通过课设能提高我的动手能力与熟练程度。
参考文献
《数据结构》（C语言版）严蔚敏、吴伟民编著
[美]S巴斯.计算机算法：
《设计和分析引论》.朱洪等译
《数据库系统基础》姚诗斌编著
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