FIFO,LRU,OPT置换算法

#include<iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#define L 20    //页面长度最大为20
using namespace std;
int M; //内存块
struct Pro//定义一个结构体
{
int num,time;
};
Input(int m,Pro p[L])//打印页面走向状态
{
cout<<"请输入页面长度(10～20)：";
do
{
cin>>m;
if(m>20||m<10)
{
cout<<endl;
cout<<"页面长度必须在10～20之间"<<endl<<endl;
cout<<"请重新输入L：";
}
else break;
}while(1);
int i,j;
j=time(NULL);//取时钟时间
srand(j);//以时钟时间j为种子，初始化随机数发生器
cout<<endl;
cout<<"输出随机数: "<<endl;
cout<<endl;
for(i=0;i<m;i++)
{
p[i].num=rand( )%10;//产生0到9之间的随机数放到数组p中
p[i].time=0;
cout<<p[i].num<<" ";
}
cout<<endl<<endl;
return m;
}
void print(Pro *page1)//打印当前的页面
{
Pro *page=new Pro[M];
page=page1;
for(int i=0;i<M;i++)
cout<<page[i].num<<" ";
cout<<endl;
}
int Search(int e,Pro *page1 )//寻找内存块中与e相同的块号
{
Pro *page=new Pro[M];
page=page1;
for(int i=0;i<M;i++)
if(e==page[i].num)
return i;//返回i值  return -1;
}
int Max(Pro *page1)//寻找最近最长未使用的页面
{
Pro *page=new Pro[M];
page=page1;
int e=page[0].time,i=0;
while(i<M) //找出离现在时间最长的页面
{
if(e<page[i].time)
e=page[i].time;
i++;
}
for( i=0;i<M;i++)
if(e==page[i].time)
return i;//找到离现在时间最长的页面返回其块号
return -1;
}
int Count(Pro *page1,int i,int t,Pro p[L])//记录当前内存块中页面离下次使用间隔长度
{
Pro *page=new Pro[M];
page=page1;
int count=0;
for(int j=i;j<L;j++)
{
if(page[t].num==p[j].num )
break;//当前页面再次被访问时循环结束
else count++;//否则count+1
}
return count;//返回count的值
}
int main()
{
int c;
int m=0,t=0;
float n=0;
Pro p[L];
m=Input(m,p);//调用input函数，返回m值
cout<<"请输入分配的物理块m(2～6): ";
cout<<endl<<endl;
do
{
cin>>M;
if(M>6||M<2)
{
cout<<endl;
cout<<"物理块m必须在2～6之间"<<endl<<endl;
cout<<"请重新输入m： ";
}
else break;
}while(1);
Pro *page=new Pro[M];
do
{
for(int i=0;i<M;i++)//初始化页面基本情况
{
page[i].num=0;
page[i].time=m-1-i;
}
i=0;
cout<<endl;
cout<<"1:FIFO页面置换"<<endl<<endl;
cout<<"2:LRU页面置换"<<endl<<endl;
cout<<"3:OPT页面置换"<<endl<<endl;
cout<<"请选择页面置换算法："<<endl<<endl;
cin>>c;
system("cls");
if(c==1)//FIFO页面置换
{
n=0;
cout<<" FIFO算法页面置换情况如下: "<<endl;
cout<<endl;
while(i<m)
{
if(Search(p[i].num,page)>=0) //当前页面在内存中
{
cout<<p[i].num<<" "; //输出当前页p[i].num
cout<<"不缺页"<<endl;
i++; //i加1
}
else //当前页不在内存中
{
if(t==M)t=0;
else
{
n++; //缺页次数加1
page[t].num=p[i].num; //把当前页面放入内存中
cout<<p[i].num<<" ";
print(page); //打印当前页面

t++; //下一个内存块
i++; //指向下一个页面
}
}
}
cout<<endl;
cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl<<endl;
}
if(c==2)//LRU页面置换
{
n=0;
cout<<" LRU算法页面置换情况如下: "<<endl;
cout<<endl;
while(i<m)
{
int a;
t=Search(p[i].num,page);
if(t>=0)//如果已在内存块中
{
page[t].time=0;//把与它相同的内存块的时间置0
for(a=0;a<M;a++)
if(a!=t)page[a].time++;//其它的时间加1
cout<<p[i].num<<" ";
cout<<"不缺页"<<endl;
}
else //如果不在内存块中
{
n++; //缺页次数加1
t=Max(page); //返回最近最久未使用的块号赋值给t
page[t].num=p[i].num; //进行替换
page[t].time=0; //替换后时间置为0
cout<<p[i].num<<" ";
print(page);
for(a=0;a<M;a++)
if(a!=t)
page[a].time++; //其它的时间加1
}
i++;
}
cout<<endl;
cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl<<endl;
}
if(c==3)//OPT页面置换
{
n=0;
cout<<" OPT算法置换情况如下:"<<endl;
cout<<endl;
while(i<m)
{
if(Search(p[i].num,page)>=0)//如果已在内存块中
{
cout<<p[i].num<<" ";
cout<<"不缺页"<<endl;
i++;
}
else//如果不在内存块中
{
int a=0;
for(t=0;t<M;t++)
if(page[t].num==0)a++;//记录空的内存块数
if(a!=0) //有空内存
{
int q=M;
for(t=0;t<M;t++)
if(page[t].num==0&&q>t)q=t;//把空内存块中块号最小的找出来
page[q].num=p[i].num;
n++;
cout<<p[i].num<<" ";
print(page);
i++;
}
else
{
int temp=0,s;
for(t=0;t<M;t++)//寻找内存块中下次使用离现在最久的页面
if(temp<Count(page,i,t,p))
{
temp=Count(page,i,t,p);
s=t; }//把找到的块号赋给s
page[s].num=p[i].num;
n++;
cout<<p[i].num<<" ";
print(page);
i++;
}
}
}
cout<<endl;
cout<<"缺页次数："<<n<<" 缺页率："<<n/m<<endl<<endl;
}
}while(c==1||c==2||c==3);
return 0;
}