模拟实现银行家算法

#include<iostream>
using namespace std;

int N = 3;  // 资源种类 
int M = 5;  // 进程数
int AllResource[3] = {10,5,7};  // 各资源总数 
int Max[5][3] = {{7,5,3},{3,2,2},{9,0,2},{2,2,2},{4,3,3}};  // 最大资源需求量 
int Allocation[5][3] = {{0,1,0},{2,0,0},{3,0,2},{2,1,1},{0,0,2}};  // 已得到各类资源量 
int Available[3];  // 系统可用资源数 
int Need[5][3];  // 还需资源量
bool Finish[5];  // 进行完成情况 
int Work[3];  // 工作向量
int Request[5][3]; // 请求资源个数

// 初始化
void init() {
	
	for(int i = 0; i < N; i++) {
		int sum = 0;
		for(int j = 0; j < M; j++) {
			sum += Allocation[j][i];
			Need[j][i] = Max[j][i] - Allocation[j][i];
		}
		Available[i] = AllResource[i] - sum;
		sum = 0;
	} 
	
	for(int i = 0; i < M; i++) Finish[i] = false; 
	for(int i = 0; i < N; i++) Work[i] = Available[i]; 
}


void showData() //函数showdata,输出资源分配情况
{

   cout<<"All:"<<" (";
   for(int j = 0; j < N; j++) cout<<" "<<AllResource[j];
   cout<<" )"<<endl<<"Avaliable:"<<" (";
   for (int j = 0;j < N; j++)cout<<" "<<Available[j];
   cout<<" )"<<endl;
 
   cout<<"Allocation: "<<endl<<" \t";
   for(int i = 0; i < N; i++) cout<<"资源"<<i<<" \t";
   cout<<endl; 
   for(int i = 0; i < M; i++) {
     cout<<"进程p"<<i<<":    ";
     for(int j = 0; j < N; j++) cout<<Allocation[i][j]<<"      ";
     cout<<endl;
   }
   
   cout<<"Need:"<<endl<<" \t";
   for(int i = 0; i < N; i++) cout<<"资源"<<i<<"\t";
   cout<<endl;
   for(int i = 0; i < M; i++){
     cout<<"进程p"<<i<<":    ";
     for (int j = 0; j < N; j++) cout<<Need[i][j]<<"      ";
     cout<<endl;
   }
   
   cout<<endl;
}


// 检查当前系统是否安全 
bool checkSafe() {
	
	init();  // 初始化 
	
	for(int i = 0; i < M; i++) {
		
		if(Finish[i] == false) {
			int flag = 0;
			for(int j = 0; j < N; j++) {
				if(Need[i][j] > Work[j]) {
					flag = 1;  // 系统无法有充足的资源分配给该进程 
					break;
				}
			}
			
			// 如果可以分配 
			if(flag == 0) {
				Finish[i] = true;
				// 运行完回收资源
				for(int k = 0; k < N; k++) {
					Work[k] += Allocation[i][k];
				} 	 
				i = -1; // 从头继续搜索 
			}
		}
		
	}
	
	bool isSafe = 1;
	cout<<"安全序列为：";
	for(int i = 0; i < M; i++) {
		if(Finish[i] == false) isSafe = 0;
		else cout<<i<<" ";
	}
	if(!isSafe) return false; 
	return true;
	 
}

// 银行家算法
void bankAlgorithm(int p) {
	
	init(); // 初始化 
	
	if(p < 0 || p > M) {
		cout<<"输入的进程数有误！"<<endl;
		return;
	}
	
	// 输入请求的资源数量 
	cout<<"请输入请求的资源数量： "; 
	for(int i = 0; i < N; i++) cin>>Request[p][i];
	// 检查是否可以分配这些资源 
	for(int i = 0; i < N; i++) {
		if(Request[p][i] > Need[p][i] || Request[p][i] > Available[i]) {
			cout<<"无法分配！"<<endl;
			return;
		}
	}
	// 如果可以分配，假定分配 
	for(int i = 0; i < N; i++) {
		Available[i] -= Request[p][i];
		Allocation[p][i] += Request[p][i];
		Need[p][i] -= Request[p][i];
	}
	// 检查系统安全性
	if(checkSafe()) {
		cout<<"分配成功!新的配置列表如下："<<endl;	
		// 若成功运行，回收资源
		int f = 0;
		for(int i = 0; i < N; i++) {
			if(Need[p][i] != 0) {
				f = 1;
				break;
			}
		} 
		if(f == 0) {
			for(int i = 0; i < N; i++) {
				Available[i] += Allocation[p][i];
				Allocation[p][i] = 0;
				Max[p][i] = 0;
			} 
		}
		showData();
		return;
	}
	else {
		cout<<"分配失败!"<<endl;
		// 分配失败，恢复数据
		for(int i = 0; i < N; i++) {
			Available[i] += Request[p][i];
			Allocation[p][i] -= Request[p][i];
			Need[p][i] += Request[p][i];
		} 
		return; 
	}
} 

int main() {
	
	cout<<"初次检查系统："; 
	if(checkSafe()) cout<<" 系统安全"<<endl<<endl;
	else cout<<" 系统不安全"<<endl<<endl;
	showData();
	
	// 循环调用银行家算法 
	while(true) {
		cout<<"请输入需要分配的进程号（输入-1退出）：";
		int p;
		cin>>p;
		if(p == -1) break;
		bankAlgorithm(p);
	}
	
	return 0;
}