本文实例为大家分享了C语言实现页面置换算法的具体代码，供大家参考，具体内容如下
操作系统实验
页面置换算法（FIFO、LRU、OPT）
概念：
1.最佳置换算法（OPT）（理想置换算法）：从主存中移出永远不再需要的页面；如无这样的页面存在，则选择最长时间不需要访问的页面。于所选择的被淘汰页面将是以后永不使用的，或者是在最长时间内不再被访问的页面，这样可以保证获得最低的缺页率。2.先进先出置换算法（FIFO）：是最简单的页面置换算法。这种算法的基本思想是：当需要淘汰一个页面时，总是选择驻留主存时间最长的页面进行淘汰，即先进入主存的页面先淘汰。其理由是：最早调入主存的页面不再被使用的可能性最大。3．最近最久未使用（LRU）算法：这种算法的基本思想是：利用局部性原理，根据一个作业在执行过程中过去的页面访问历史来推测未来的行为。它认为过去一段时间里不曾被访问过的页面，在最近的将来可能也不会再被访问。所以，这种算法的实质是：当需要淘汰一个页面时，总是选择在最近一段时间内最久不用的页面予以淘汰。
题目：
编写一个程序，实现本章所述的FIFO、LRU和最优页面置换算法。首先，生成一个随机的页面引用串，其中页码范围为0-9.将这个随机页面引用串应用到每个算法，并记录每个算法引起的缺页错误的数量。实现置换算法，一遍页面帧的数量可以从1~7。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>int numbers[20]={7,0,1,2, 0,3,0,4, 2,3,0,3, 2,1,2,0, 1,7,0,1};//本地数据，与课本一致，方便测试int nums=0;//输入栈的个数，为了方便使用，int stack[20][7]={10};void begin();void randomnum();//用于产生随机数void init();//初始化void FIFO();//FIFO算法void LRU();//LRU算法void OPT();//最优页面置换算法（OPT）void print();//输出int main() { begin(); FIFO(); LRU(); OPT(); return 0;}void begin()//开始菜单界面{ int i,j,k; printf("请输入页面帧的数量(1-7)："); scanf("%d",&nums); for(k=0;;k++) { printf("是否使用随机数产生输入串（0：是，1：否）"); scanf("%d",&j); if(j==0) { randomnum(); break; } else if(j==1) { break; } else { printf("请输入正确的选择！\n"); } } printf("页面引用串为：\n"); for(i=0;i<20;i++) { printf("%d ",numbers[i]); } printf("\n"); init();}void randomnum()//如果需要使用随机数生成输入串，调用该函数{ srand(time(0));//设置时间种子 for(int i = 0; i < 20; i++) { numbers[i] = rand() % 10;//生成区间0`9的随机页面引用串 }}void init()//用于每次初始化页面栈中内容，同时方便下面输出的处理{ int i,j; for(i=0;i<20;i++) for(j=0;j<nums;j++) stack[i][j]=10;}void print()//输出各个算法的栈的内容{ int i,j; for(i=0;i<nums;i++) { for(j=0;j<20;j++) { if(stack[j][i]==10) printf("* "); else printf("%d ",stack[j][i]); } printf("\n"); }}void FIFO()//FIFO算法{ init(); int i,j=1,n=20,k,f,m; stack[0][0]=numbers[0]; for(i=1;i<20;i++) { f=0; for(m=0;m<nums;m++) { stack[i][m]=stack[i-1][m]; } for(k=0;k<nums;k++) { if(stack[i][k]==numbers[i]) { n--; f=1; break; } } if(f==0) { stack[i][j]=numbers[i]; j++; } if(j==nums) j=0; } printf("\n"); printf("FIFO算法：\n"); print(); printf("缺页错误数目为：%d\n",n);}void LRU()//LRU算法{ int i,j,m,k,sum=1; int sequence[7]={0};//记录序列 init(); stack[0][0]=numbers[0]; sequence[0]=nums-1; for(i=1;i<nums;i++)//前半部分，页面空置的情况 { for(j=0;j<nums;j++) { stack[i][j]=stack[i-1][j]; } for(j=0;j<nums;j++) { if(sequence[j]==0) { stack[i][j]=numbers[i]; break; } } for(j=0;j<i;j++)//将之前的优先级序列都减1 { sequence[j]--; } sequence[i]=nums-1;//最近使用的优先级列为最高 sum++; } for(i=nums;i<20;i++)//页面不空，需要替换的情况 { int f; f=0; for(j=0;j<nums;j++) { stack[i][j]=stack[i-1][j]; } for(j=0;j<nums;j++)//判断输入串中的数字，是否已经在栈中 { if(stack[i][j]==numbers[i]) { f=1; k=j; break; } } if(f==0)//如果页面栈中没有，不相同 { for(j=0;j<nums;j++)//找优先序列中为0的 { if(sequence[j]==0) { m=j; break; } } for(j=0;j<nums;j++) { sequence[j]--; } sequence[m]=nums-1; stack[i][m]=numbers[i]; sum++; } else//如果页面栈中有，替换优先级 { if(sequence[k]==0)//优先级为最小优先序列的 { for(j=0;j<nums;j++) { sequence[j]--; } sequence[k]=nums-1; } else if(sequence[k]==nums-1)//优先级为最大优先序列的 { //无需操作 } else//优先级为中间优先序列的 { for(j=0;j<nums;j++) { if(sequence[k]<sequence[j]) { sequence[j]--; } } sequence[k]=nums-1; } } } printf("\n"); printf("LRU算法：\n"); print(); printf("缺页错误数目为：%d\n",sum);}void OPT()//OPT算法{ int i,j,k,sum=1,f,q,max; int seq[7]={0};//记录序列 init(); stack[0][0]=numbers[0]; seq[0]=nums-1; for(i=1;i<nums;i++)//前半部分，页面空置的情况 { for(j=0;j<nums;j++) { stack[i][j]=stack[i-1][j]; } for(j=0;j<nums;j++) { if(seq[j]==0) { stack[i][j]=numbers[i]; break; } } for(j=0;j<i;j++)//将之前的优先级序列都减1 { seq[j]--; } seq[i]=nums-1;//最近使用的优先级列为最高 sum++; } for(i=nums;i<20;i++)//后半部分，页面栈中没有空的时候情况 { //k=nums-1;//最近的数字的优先级 for(j=0;j<nums;j++)//前面的页面中内容赋值到新的新的页面中 { stack[i][j]=stack[i-1][j]; } for(j=0;j<nums;j++) { f=0; if(stack[i][j]==numbers[i]) { f=1; break; } } if(f==0)//页面中没有，需要替换的情况 { for(q=0;q<nums;q++)//优先级序列中最大的就是最久未用的，有可能出现后面没有在用过的情况 { seq[q]=20; } for(j=0;j<nums;j++)//寻找新的优先级 { for(q=i+1;q<20;q++) { if(stack[i][j]==numbers[q]) { seq[j]=q-i; break; } } } max=seq[0]; k=0; for(q=0;q<nums;q++) { if(seq[q]>max) { max=seq[q]; k=q; } } stack[i][k]=numbers[i]; sum++; } else { //页面栈中有需要插入的数字，无需变化，替换的优先级也不需要变化 } } printf("\n"); printf("OPT算法：\n"); print(); printf("缺页错误数目为：%d\n",sum);}
运行结果截图：
这个代码能在linux上跑通的，在windows上肯定也没得问题
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。
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