操作系统实验--存储管理--页面置换算法--FIFO and LRU c++实现

#include<iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
//宏定义，生成指定范围[a,b]之间的随机数
#define Random(a,b) (rand()%(b-0+1)+0)
using namespace std;
class Page_Replace {public:double precent(double h);// 求命中率int Instuction[320];// 存储指令流的数组  double n;// 命中率 Page_Replace();//构造函数用于初始化指令流   void Show();// 显示数组初始化情况    bool Judge(int *t,int v, int n);// 判断物理空间中刚进来的指令有没有和前面的指令相同的情况，以将要进来的指令v为参数， 如果有相同的，返回false,全不相同，返回trueint Rpeat;// 该变量用于记录重复指令的下标
private:    int F_circle[4];// 随机生成的4个指令    int m;// 选取的中间位置
};double Page_Replace::precent(double h)
{n = h / 3.2;return n;
}
Page_Replace::Page_Replace()
{for (int i = 0;i < 320;i++)// 将Instruction的值先全部初始化为-1Instuction[i] = -1;int k = 0;// k当作Instruction的下标srand((unsigned int)time(0));for (int i = 0;i < 80;i++){m = Random(0, 319);F_circle[0] = m + 1;F_circle[1] = Random(0, F_circle[1]);F_circle[2] = F_circle[1] + 1;F_circle[3] = Random(F_circle[2] + 1, 319);for (int j = 0;j < 4;j++){Instuction[k] = F_circle[j];k++;}}
}
void Page_Replace::Show()
{for (int i = 0;i < 320;i++)cout << Instuction[i] << "  ";
}bool Page_Replace::Judge(int *t,int v,int n)//v为指令本身，n为每次比较的元素个数
{int i = 0;for ( i ;i < n;i++){if (t[i] == v){Rpeat = i;break;}    }if (i == n)return true;elsereturn false;
}class FIFO :public Page_Replace {// 先进先出算法的类，继承于Page_Replace
public:FIFO();double Add(int m, int n);// 进行指令流的遍历
private:// 计数器，用于计算命中了多少次double count_F;
};
FIFO::FIFO() :Page_Replace()
{count_F = 0.0;
}double FIFO::Add(int m, int n)// m的值为大小的上限，n为数组大小
{bool jud;if (n > m){cout << "超出范围！" << endl;return 0.0;}else{int *t = new int[n];// 定义一个动态数组，用于生成指定大小的数组int k = 0;//Instruction的下标int v = 0;//用于计算数组中是否已经第一次添加满while (v < n){t[v] = Instuction[k];if (Judge(t, Instuction[k + 1], v + 1) == false){count_F++;k++;}else{k++;v++;}}//对后来的指令进行判断，如果在已有的数据里，t数组不变，否则，挨个往前移for (int j = 0;j < 320 - k + 1;j++){if (Judge(t, Instuction[k], n) == false){count_F++;k++;}else{for (int i = 0;i < 9;i++){t[i] = t[i + 1];}t[9] = Instuction[k];k++;}}}cout << "FIFO算法命中的数量是：" << count_F << endl;return count_F;
}class LRU :public Page_Replace {public:LRU();int Find(int *F_demen, int left, int right);// 比较出在物理块中的所有指令中使用次数最少的指令,参数为物理块的大小double Add_L(int m,int n);
private:double count_L;
};
LRU::LRU():Page_Replace()
{count_L = 0.0;
}int LRU::Find(int *F_demen,int left,int right)// 使用快速排序法找出最小的值
{int key = F_demen[left];//将区间分为两个部分，左边的小于等于右边的int i = left, j = right;while (i < j){while (F_demen[j] >= key && i < j)//从右边开始比较j--;F_demen[i] = F_demen[j];//如果有位置不对的，将位置进行交换while (F_demen[i] <= key && i < j)i++;F_demen[j] = F_demen[i];}F_demen[i] = key;if (left < i - 1)Find(F_demen,left, i - 1);if (i + 1 < right)Find(F_demen,i + 1, right);return F_demen[0];//F_demen[0]就是最少使用的指令的下标
}
double LRU::Add_L(int m, int n)// m的值为大小的上限，n为数组大小
{bool jud;int *q = new int[n];// 定义一个动态数组，记录该进程执行的总次数for (int i = 0;i < n;i++)//将其初值都置为0{q[i] = 0;}if (n > m){cout << "超出范围！" << endl;return 0.0;}else{int *t = new int[n];// 定义一个动态数组，用于生成指定大小的数组int k = 0;//Instruction的下标int v = 0;//用于计算数组中是否已经第一次添加满while (v < n){t[v] = Instuction[k];q[v]++;// 出现一次，需要加一if (Judge(t, Instuction[k + 1], v + 1) == false)// 说明新来的指令已经存在于页面中{q[Rpeat]++;count_L++;k++;}else{k++;v++;}}// 此循环结束，数组中已有满n个指令// 对于后来的指令，需要进行判断，如果该指令已经存在于物理块中，命中for (int j = 0;j < 320 - k + 1;j++){if (Judge(t, Instuction[k], n) == false){count_L++;k++;}else{int r = Find(q, 0, 9);t[r] = Instuction[k];k++;}}cout << "LRU算法命中的数量是：" << count_L << endl;return count_L;}
}int main()
{FIFO fifo;LRU lru;fifo.Show();double k=fifo.Add(320,100);// 此方法的的原型是double Add(int m, int n);其中参数n代表分配的物理块大小，可以改变；double a = lru.Add_L(320, 100);// 同上double n=fifo.precent(k);double b = lru.precent(a);cout << "FIFO的命中率为：" << n << "%" << endl;cout << "LRU的命中率为：" << b << "%" << endl;system("pause");return 0;
}

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