文章目录

• 概述
• 过程演示图解
• 银行家算法
• • 1.数据结构
  • 2. 银行家算法bank（）函数
  • 3.程序共有五部分
• 代码实现
• 附简单测试案例
• 运行结果

概述

银行家算法是荷兰学者Dijkstra为银行系统设计的，以确保银行在发放现金贷款时，不会发生不能满足所有客户需要的情况。后来该算法被用在操作系统中，用于避免死锁
核心思想：在进程提出资源申请时，先预判此分配是否会导致系统进入不安全状态。如果会进入不安全状态，就暂时不答应这次请求，让该进程先阻塞等待。

过程演示图解

假定有五个进程{P0,P1,P2,P3,P4}和三类资源{A，B，C}，各种资源的数量分别为10、5、7。在T0时刻的资源分配情况如下

T0时刻的安全性

P1发出请求向量Request1（1,0,2），系统按银行家算法进行检查：

1. Request1（1,0,2）<=Need1（1,2,2）
2. Request1（1,0,2）<=Available1（3,3,2）
   满足条件。再利用安全性算法检查此时系统是否安全
   

银行家算法

1.数据结构

2. 银行家算法bank（）函数

3.程序共有五部分

代码实现

#include<stdio.h> #include <cstdlib>/*定义数据结构*/int Max[100][100] ={ 0};//最大需求矩阵 int Allocation[100][100]={ 0};//已分配矩阵 int Need[100][100]={ 0};//需求矩阵 int Available[100]={ 0}; //资源可用情况 char Name[100]={ 0};//资源名称int Work[100]={ 0};//记录系统中当前各类可用资源的数目 int Request[100]={ 0};//系统对各类资源请求的数目 int Security[100]={ 0};//保存进程在安全情况下的执行顺序 int M;//系统中进程的数量int N;//资源类型的数量 void init(){ int i=0,j=0;printf("请输入可用资源的种类数量：");scanf("%d",&N);for(i=0;i<N;i++){ printf("请输入第 %d 个可用资源的名称: ",i);scanf("%s",&Name[i]);printf("请输入初始可用资源 %c 的数量: ",Name[i]);scanf("%d",&Available[i]);}printf("\n");printf("请输入进程的数量：");scanf("%d",&M);printf("请输入进程的Max矩阵：\n");for(i=0;i<M;i++){ //遍历每一个进程 for(j=0;j<N;j++){ //输入第i个进程中每种资源的数量 scanf("%d",&Max[i][j]);}}printf("请输入进程的Allocation矩阵：\n");int temp[100]={ 0};//为了算新的Available for(i=0;i<M;i++){ //遍历每一个进程 for(j=0;j<N;j++){ //输入第i个进程中每种资源的数量 scanf("%d",&Allocation[i][j]);//第一个进程需要j类资源的数量：最大需求量-已经分配的 Need[i][j]=Max[i][j]-Allocation[i][j];temp[j]+=Allocation[i][j]; //统计已经分配的资源量 }}for(j=0;j<N;j++)//更新可用资源数目Available{ Available[j]=Available[j]-temp[j];} }void show(){ //功能：进行资源及进程相关信息显示printf("\t--------------------\n");printf("\t系统当前可用的资源矩阵Available：\n");int i;for(i=0;i<N;i++){ printf("%c ",Name[i]);} printf("\n");for(i=0;i<N;i++)printf("%d ",Available[i]);printf("\n");printf("\t系统当前资源分配情况如下： \n");printf("\t Max Allocation Need\n");printf("进程名 ");int j=0;for(j=0;j<3;j++)//每个进程名要输出三次{ for(i=0;i<N;i++){ //遍历所有的资源名称 printf("%c ",Name[i]);}} printf("\n");for(i=0;i<M;i++){ //打印进程printf("P%d ",i);for(j=0;j<N;j++){ printf("%d ",Max[i][j]);}for(j=0;j<N;j++){ printf("%d ",Allocation[i][j]);}for(j=0;j<N;j++){ printf("%d ",Need[i][j]);}printf("\n");}}int safe(){ int Finish[100]={ 0};//Finish：系统是否有足够的资源分配给进程，使之完成运行 // 开始时先令Finish[i]=0,当有祖国资源分配给进程时，再令Finish[i]=1 int i=0;for(i=0;i<N;i++){ Work[i]=Available[i];//在执行安全算法开始时，Work=Available }int j=0,count=0,k=0,m=0;for(i=0;i<M;i++){ count=0;//遍历完一个进程就将count置为0，对新的i号进程资源达标数进行计数 for(j=0;j<N;j++){ //Finish[i]=0表示未执行 if(Finish[i]==0&&Need[i][j]<=Work[j]){ //如果进程没有执行且资源需求条件满足 count++;//统计有多少种资源满足条件 if(count==N) //表示对于i号进程所有资源都满足 { Finish[i]=1;//记录i号进程为可执行 for(k=0;k<N;k++){ Work[k]=Work[k]+Allocation[i][k];}Security[m]=i;//记录第m个执行的是i号进程i=-1;//将i置为-1;通过for循环执行i++后变为0，从第一个进程重新开始找 m++;} } }}for(i=0;i<M;i++){ if(Finish[i]==0){ printf("系统不安全\n");return -1;}} printf("系统时安全的\n");for(i=0;i<M;i++){ printf("P%d",Security[i]);if(i<M-1)printf("-->");}printf("\n");return 0;}bool bank(){ printf("请输入希望手动分配资源的进程的编号：");int Id,j;bool flag=true;while(scanf("%d",&Id)){ if(Id < 0 || Id > M-1)printf("进程不存在!请重新输入\n请输入希望手动分配资源的进程的编号：");else break;}printf("请输入请求资源数(%d个)：\n",N);for(j=0;j<N;j++){ scanf("%d",&Request[j]);}printf("开始为进程P%d分配资源：\n",Id);for(j=0;j<N;j++){ if(Request[j]>Need[Id][j]){ printf("进程请求资源数大于所需资源数，无法分配!\n");flag=false;break;}else if(Request[j]>Available[j]){ printf("进程请求资源数大于可用资源数，无法分配!\n");flag=false;break;}else{ Available[j] -= Request[j];Allocation[Id][j] += Request[j];Need[Id][j] -= Request[j];}}return flag; }int main(){ printf("\t--------------------------\n");printf("\t|| ||\n");printf("\t|| 模拟银行家算法 ||\n");printf("\t|| ||\n");printf("\t|| ||\n");printf("\t|| Sparky ||\n");printf("\t|| ||\n");printf("\t--------------------------\n");init();show();safe();char choice;printf("\t-------------------------------------\n");printf("\t|| ||\n");printf("\t|| 手动进行资源请求 ||\n");printf("\t|| 输入R(r)请求资源 ||\n");printf("\t|| 输入E(e)退出程序 ||\n");printf("\t|| ||\n");printf("\t|| ||\n");printf("\t-------------------------------------\n");while(true){ printf("请选择资源分配还是退出");scanf("%s",&choice); if(choice=='R'||choice=='r'){ if(bank()){ safe();show(); //exit(0);}else{ //说明没有分配资源，不必退出程序。 show();}}else if(choice=='E'||choice=='e'){ exit(0);}elseprintf("请正确选择"); }return 0;} 

附简单测试案例

运行结果

3种资源：

A B C
10 5 7

Max矩阵

7 5 3
3 2 2
9 0 2
2 2 2
4 3 3

Allocation

0 1 0
2 0 0
3 0 2
2 1 1
0 0 2