C语言实现FIFO，LRU淘汰算法_c语言实现fifo和lru

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FIFO算法

优点：
实现简单：页面按进入内存的时间排序，淘汰队头页面。
缺点：
进程只有按顺序访问地址空间时页面命中率才最理想。
异常现象：对于一些特定的访问序列，随分配的页框增多，缺页率反而增加！

LRU算法

实现

1.编写所需库函数

#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>
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2.设置相关全局变量

#define commandnumber 640 //指令个数
#define MAXRAM 32//内存最大值
int command[commandnumber];//命令
char page[commandnumber];//页
char RAM[MAXRAM];//内存
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3.FIFO算法编写

int FIFO(char page[], int pageNum, int use)
{
	for (int i = 0; i < use; i++)
	{
		RAM[i] = NULL;
	}
	int count = 0;
	int location = 0;
	for (int i = 0; i < pageNum; i++)
	{
		bool flag = true;
		for (int j = 0; j < use; j++)
		{
			if (RAM[j] == page[i])
			{
				flag = false;
				break;
			}
		}

		if (flag == true)
		{
			count++;
			RAM[location] = page[i];
			location = (location + 1) % use;
		}
	}
	return count;
}
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通过输入命令页面流，命令页面流长度以及分配的页面数进行FIFO算法。
主要首先使用一个bool值进行是否缺页的记录。
并使用缺页淘汰机制，淘汰在内存中停留最久的页面。
4.LRU算法编写

int LRU(char page[], int pageNum, int use)
{
	for (int i = 0; i < use; i++)
	{
		RAM[i] = NULL;
	}
	int lasttime[MAXRAM] = { 0 };
	int count = 0;
	for (int i = 0; i < pageNum; i++)
	{
		for (int t = 0; t < use; t++)
		{
			lasttime[t]++;
		}

		bool flag = true;
		for (int j = 0; j < use; j++)
		{
			if (RAM[j] == page[i])
			{
				flag = false;
				lasttime[j] = 0;
				break;
			}
		}

		if (flag == true)
		{
			count++;
			int x = 0;
			int distance = 0;
			for (int j = 0; j < use; j++)
			{
				if (RAM[j] == NULL)
				{
					x = j;
					break;
				}

				if (lasttime[j] > distance)
				{
					distance = lasttime[j];
					x = j;
				}
			}
			RAM[x] = page[i];
		}
	}
	return count;
}
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通过输入命令页面流，命令页面流长度以及分配的页面数进行LRU算法。
用lasttime数组记录上次使用页的时间。
而后会把lasttime数组之中停留最久的页面清除，每次匹配正确后都会把该页面的lasttime值重置为0，因为其已经使用过了。
5.命令生成函数编写

for (int i = 0; i < commandnumber; i++)
{
	command[i] = rand() % 260;
	page[i] = command[i] / 10 + 'A';
}
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命令共有260种，页有26种，为A-Z
6.主函数编写

float sum[3] = { 0 };
for (int i = 0; i < 5; i++)
	{
	initialize();
	sum[1] += FIFO(page, commandnumber, num_of_box);
	sum[2] += LRU(page, commandnumber, num_of_box);
	}
	sum[1] /= 5;
	sum[2] /= 5;
printf("    %d\t     |\t   %.2f\t %.2f%%\t     |\t   %.2f\t %.2f%%\t     |\t\n"，num_of_box, sum[1], (float)(100 * ((float)sum[1] / (float)commandnumber)), sum[2], (float)(100 * ((float)sum[2] / (float)commandnumber)));
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通过一个数组计算缺页次数，每次操作六次，并计算其平均值。

测试

源程序

#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>

#define commandnumber 640  
#define MAXRAM 32
int command[commandnumber];
char page[commandnumber];
char RAM[MAXRAM];

int FIFO(char page[], int pageNum, int use)
{
	for (int i = 0; i < use; i++)
	{
		RAM[i] = NULL;
	}

	int count = 0;
	int location = 0;
	for (int i = 0; i < pageNum; i++)
	{
		bool flag = true;
		for (int j = 0; j < use; j++)
		{
			if (RAM[j] == page[i])
			{
				flag = false;
				break;
			}
		}

		if (flag == true)
		{
			count++;
			RAM[location] = page[i];
			location = (location + 1) % use;
		}
	}
	return count;
}

int LRU(char page[], int pageNum, int use)
{
	for (int i = 0; i < use; i++)
	{
		RAM[i] = NULL;
	}

	int lasttime[MAXRAM] = { 0 };
	int count = 0;
	for (int i = 0; i < pageNum; i++)
	{
		for (int t = 0; t < use; t++)
		{
			lasttime[t]++;
		}

		bool flag = true;
		for (int j = 0; j < use; j++)
		{
			if (RAM[j] == page[i])
			{
				flag = false;
				lasttime[j] = 0;
				break;
			}
		}

		if (flag == true)
		{
			count++;
			int x = 0;
			int distance = 0;
			for (int j = 0; j < use; j++)
			{
				if (RAM[j] == NULL)
				{
					x = j;
					break;
				}

				if (lasttime[j] > distance)
				{
					distance = lasttime[j];
					x = j;
				}
			}
			RAM[x] = page[i];
		}
	}
	return count;
}

void initialize()
{
	for (int i = 0; i < commandnumber; i++)
	{
		command[i] = rand() % 260;
		page[i] = command[i] / 10 + 'A';
	}
}

int main()
{
	srand((unsigned)time(NULL));
	int num_of_box = 7;
	printf("\t\t\t     FIFO\t\t\t     LRU\n");
	printf("分配页框数   |   平均缺页次数\t平均缺页率   |   平均缺页次数\t平均缺页率\n");
	for (; num_of_box <= MAXRAM; num_of_box++)
	{
		float sum[3] = { 0 };
		for (int i = 0; i < 6; i++)
		{
			initialize();
			sum[1] += FIFO(page, commandnumber, num_of_box);
			sum[2] += LRU(page, commandnumber, num_of_box);
		}
		sum[1] /= 6;
		sum[2] /= 6;

		printf("    %d\t     |\t   %.2f\t %.2f%%\t     |\t   %.2f\t %.2f%%\t     |\t\n",
			num_of_box, sum[1], (float)(100 * ((float)sum[1] / (float)commandnumber)), sum[2], (float)(100 * ((float)sum[2] / (float)commandnumber)));
	}
getchar();
}
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总结

本篇文章对页面淘汰算法进行了简单介绍和实现。
有任何问题都可以在评论区和我交流~~