操作系统的页面置换C++算法：OPT FIFO LRU CLOCK 计算缺页率

暴力直接上代码，主要是用了vector来实现，有些方法比較费时，不太好，请各位大神斧正。这是个人的作业，

这是代码下载页http://download.csdn.net/detail/l631068264/7644569 里面还有多级反馈队列进程调度的MFC版

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> /*用到了srand函数*/
#include <time.h> /*用到了time函数*/
using namespace std;

const int AddressSize = 320;//地址数组大小
const int AddressRange = 319;//地址值范围
struct TimeNode{
int data;//页面序列号
int read;//引用位
};
class PageReplace{
public:
void Create();//创建地址序列
void AddChangePage(int size);//转换为页面序列
void Print();//打印控制
PageReplace();
~PageReplace();
private:
int PageSize;//页面大小
int PageNum;//页面数
int* Address;//地址数组
vector< int > PageOrder;//页面序列
double OPT(int j);//j 是物理块数
double FIFO(int j);
double LRU(int j);
double CLOCK(int j);
};
PageReplace::PageReplace()
{
Address = new int[AddressSize];
}
PageReplace::~PageReplace()
{
delete[]Address;
}
void PageReplace::Create()
{
srand((unsigned)time(NULL));
int i;
int Range = AddressRange;
for (i=0;i<AddressSize;i=i+5)
{
Address[i]  = rand()%AddressRange;
Address[i+1] = Address[i]+1;
Address[i+2] = rand()%Address[i+1];
Address[i+3] = Address[i+2]+1;
//rand%(b-a+1) + a =>[a,b]随机数
Address[i+4] = Address[i+3]+1+(rand()%AddressRange-Address[i+3]);
}
for (int j=0;j<AddressSize;j++)
{
printf("%3d ",Address[j]);
if ((j+1)%18==0)
{
cout<<endl;
}
}
cout<<endl;
}
void PageReplace::AddChangePage(int size)
{
//页面大小	K
PageSize = size;
int i,j;
int AddNum_PerPage = 10*PageSize;//每K 10条指令排列虚地址  每页指令数
PageNum = AddressSize/AddNum_PerPage;//页面数
for (i=0;i<AddressSize-1;i++)
{//计算页号
int m = Address[i]/AddNum_PerPage;
int n = Address[i+1]/AddNum_PerPage;
if (m != n)
{//序列相邻同样的不要
PageOrder.push_back(m);
}
}
for (j=0;j<PageOrder.size();j++)
{
printf("%2d ",PageOrder[j]);
if ((j+1)%20==0)
{
cout<<endl;
}
}
cout<<endl;
}
double PageReplace::OPT(int j)
{
vector<int> opt;//取代内存块
int i,d2,k;
double l=0;
for (i=0;i<PageOrder.size();i++)
{//缺页推断
vector<int >::iterator flag = find(opt.begin(),opt.end(),PageOrder[i]);
if (flag == opt.end())
{
l++;//缺页数
if (opt.size()<j)
{
opt.push_back(PageOrder[i]);
}
else
{//找出当前序列位置 最迟訪问
vector<int>::iterator m = find(PageOrder.begin()+i,PageOrder.end(),PageOrder[i]);
int max = 0;
for ( k=0;k<opt.size();k++)
{
vector<int>::iterator n = find(PageOrder.begin()+i,PageOrder.end(),opt[k]);
if (max < n-m)
{
max = n-m;
d2 = k;//块下标
}
}
opt[d2] = PageOrder[i];
}
}
}
return (double)l/PageOrder.size();//缺页率
}

double PageReplace::FIFO(int j)
{
int i;
double l=0;
vector<int> fifo;

for (i=0;i<PageOrder.size();i++)
{
vector<int >::iterator flag = find(fifo.begin(),fifo.end(),PageOrder[i]);
if (flag==fifo.end())
{
l++;
if (fifo.size()<j)
{
//头插入
fifo.push_back(PageOrder[i]);
}
else{
fifo.erase(fifo.begin());
fifo.push_back(PageOrder[i]);
}
}
}
return (double)l/PageOrder.size();
}
double PageReplace::LRU(int j)
{
vector<int> lru;
int i;
double l=0;
for (i=0;i<PageOrder.size();i++)
{
vector<int >::iterator flag = find(lru.begin(),lru.end(),PageOrder[i]);
if (flag == lru.end())
{//缺页
l++;
if (lru.size()<j)
{	//头插入
lru.push_back(PageOrder[i]);
}
else{
lru.erase(lru.begin());
lru.push_back(PageOrder[i]);
}
}
else
{//不缺页
for (int m =0 ;m<lru.size();m++)
{
if (lru[m] == PageOrder[i])
{
lru.erase(lru.begin()+m);
lru.push_back(PageOrder[i]);
break;
}
}
}
}
return (double)l/PageOrder.size();
}
double PageReplace::CLOCK(int j)
{
int i,m,flag;
double l=0;
TimeNode p;
vector<TimeNode> time;
for (i=0;i<PageOrder.size();i++)
{
for (m=0;m<time.size();m++)
{
if(time[m].data ==PageOrder[i])
{
flag = m;
break;
}
}
//vector<TimeNode>::iterator flag = find(time.begin(),time.end(),PageOrder[i]);
if (flag<0)
{
l++;
if (time.size()<j)
{
p.data = PageOrder[i];
p.read = 0;
time.push_back(p);
}
else
{
for (m=0;m<time.size();m++)
if (time[m].read == 0)
{
time.erase(time.begin()+m);
p.data = PageOrder[i];
p.read = 0;
time.push_back(p);
break;
}
}
}
else
{
time[flag].read = 1;
}
//相当于定时器 每调用5个页面全部引用位清0
if ((i+1)%5 == 0)
{
for (m=0;m<time.size();m++)
time[m].read = 0;
}
}
return (double)l/PageOrder.size();
}
void PageReplace::Print()
{
int i;
printf("页面大小 %d K\n",PageSize);
printf("输入分配内存块数( 1 ~ %d )\n",PageNum);
scanf("%d",&i);
printf("OPT 算法 缺页中断率: %.2f%%\n",OPT(i)*100);
printf("FIFO 算法 缺页中断率: %.2f%%\n",FIFO(i)*100);
printf("LRU 算法 缺页中断率: %.2f%%\n",LRU(i)*100);
printf("CLOCK 算法 缺页中断率: %.2f%%\n",CLOCK(i)*100);
cout<<endl;
}

int main()
{
PageReplace p;
bool flag=true;
while(flag)
{
cout<<"1. 页面置换实验  0. 退出"<<endl;
int choice,size;
cin>>choice;
switch (choice)
{
case 1:
cout<<"生成新序列"<<endl;
p.Create();
cout<<"输入页面大小（1/2/4/8/16）单位 K    按0 退出页面大小选择"<<endl;
cin>>size;
while (size)
{
p.AddChangePage(size);
p.Print();

cout<<"输入页面大小（1/2/4/8/16）单位 K    按0 退出页面大小选择"<<endl;
cin>>size;
}
break;
case 0:
flag = false;
break;
}
}
return 0;
}