c++實現銀行家演算法

阿新 • • 發佈：2018-12-26

大三上學期的時候自己寫的銀行家演算法的程式碼，複製貼上到編譯器即可執行，希望幫助到其他人！

/*
    Financier algorithm.(銀行家演算法) 
*/ 

//=====<head file>==============================================================
#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#include<conio.h>

//=====<data structure>========================================================= 

struct systemInformation
{
    int proceeding; //number of preceedings.
    int resource;   //number of resources.
    int available[6];//six kinds of resources.
    int maxResource[6];//each max element stand for the max number of one kind of resources .
    int allocation[10][6];//allocation[i][j]=k stand for proceeding[i] has been allocated k resource[j]. 

    int need[10][6];//need[i][j]=k stands for proceeding[i] need k resource[j] for finishing.
    int finish[10];//finish[i]=1 => proceeding[i] have been finished .
}; 
struct currentProceedingInformation
{
    int proceedingID;
    int need[6];
};
//=====<static variable>======================================================== 

struct systemInformation information;
struct currentProceedingInformation informationForCheck;
int haveBeenInitializedTag = 0;
//=====<function declare>=======================================================
char menu();//show menu UI.
void drawTable();//to show users the current system information.
void defaultInput();//use default information to run this algorithm.
void input();
void financier();//financier algorithm
int  securityCheck();//a subordinate function of financier .

//=====<mian function>========================================================== 
int main()
{
    do
    {
        char option = menu();
        switch(option)
        {
            case'1':
            {
                input();
                drawTable();
                break;
            }
            case'2':
            {
                defaultInput();
                system("cls");
                drawTable();
                printf("\n[Enter]繼續\n");
                getch();
                break;
            }
            case'3':
            {
                ;//nothing
                break;
            }
            case'4':
            {
                system("cls");
                drawTable();
                printf("\n[Enter]繼續\n");
                getch();
                goto sign;              
            }
        }
        system("cls");
        financier();
        sign:;
    }while(1);
    return 0;
}

//=====<functions>============================================================== 
char menu()
{
    do
    {
        system("cls");
        printf("             銀行家演算法\n");
        printf("    ----------------------------\n");
        printf("\n");
        printf("        (1)---輸入資料\n");
        printf("\n");
        printf("        (2)---使用預設資料\n");
        printf("\n");
        if(haveBeenInitializedTag == 1)
        {
            printf("        (3)--繼續\n");
            printf("\n");
            printf("        (4)--顯示系統狀態\n");
            printf("\n"); 
        }
        printf("        (0)---退出程式\n");
        printf("\n");
        printf("    ----------------------------\n");

        printf("\n請選擇:");
        char optionTag = getch();
        if(optionTag == '0')
        {
            system("cls");
            printf("\n\n\t\t<歡迎下次使用>\n\n\t\t");
            Sleep(1000);
            exit(0);
        }
        else if(optionTag == '1' || optionTag == '2')
            return optionTag; 
        else if((optionTag == '3' ||optionTag == '4') && haveBeenInitializedTag == 1)
            return optionTag;
        else 
        { 
            printf("\n#輸入錯誤#");
            Sleep(500); 
        } 
    }while(1);
}

void defaultInput()
{
    information.proceeding = 5;
    information.resource = 3;
    information.available[0] = 3;
    information.available[1] = 3;
    information.available[2] = 2;
    information.maxResource[0] = 10;
    information.maxResource[1] = 5;
    information.maxResource[2] = 7;
    information.allocation[0][0] = 0;
    information.allocation[0][1] = 1;
    information.allocation[0][2] = 0;
    information.allocation[1][0] = 2;
    information.allocation[1][1] = 0;
    information.allocation[1][2] = 0;
    information.allocation[2][0] = 3;
    information.allocation[2][1] = 0;
    information.allocation[2][2] = 2;
    information.allocation[3][0] = 2;
    information.allocation[3][1] = 1;
    information.allocation[3][2] = 1;
    information.allocation[4][0] = 0;
    information.allocation[4][1] = 0;
    information.allocation[4][2] = 2;
    information.need[0][0] = 7;
    information.need[0][1] = 4;
    information.need[0][2] = 3;
    information.need[1][0] = 1;
    information.need[1][1] = 2;
    information.need[1][2] = 2;
    information.need[2][0] = 6;
    information.need[2][1] = 0;
    information.need[2][2] = 0;
    information.need[3][0] = 0;
    information.need[3][1] = 1;
    information.need[3][2] = 1;
    information.need[4][0] = 4;
    information.need[4][1] = 3;
    information.need[4][2] = 1;

    //finish[]=0;
    for(int i=0;i<5;i++)
    {
        information.finish[i] = 0;
    }

    haveBeenInitializedTag = 1;
}

void input()
{
    system("cls");
    printf("輸入資訊\n");
    printf("---------------------------\n");
    printf("\n");

    //input proceeding 
    printf("\n請輸入程序的個數:"); 
    int temporary=0;
    scanf("%d",&temporary);
    if(temporary<=0||temporary>10)
    {
        printf("\n#輸入錯誤,再見#\n");
        getch();
        exit(0); 
    }
    else
        information.proceeding = temporary;
    printf("\n#以下用 P0-p%d 來表示\n",temporary);

    //input resource
    printf("\n請輸入資源的個數:");
    scanf("%d",&temporary);
    if(temporary<=0 ||temporary>6)
    {
        printf("\n#輸入錯誤,再見#\n");
        getch();
        exit(0); 
    }
    else
        information.resource = temporary;
    printf("\n#以下用 A-%c 來表示",temporary+65); 

    //input maxResource
    for(int i=0;i<information.resource;i++)
    {
        printf("\n請輸入%c類資源總數:",i+65);
        scanf("%d",&temporary);
        if(temporary<=0)
        {
            printf("\n#輸入錯誤,再見#");
            getch();
            exit(0); 
        }
        else
            information.maxResource[i] = temporary;
    } 

    //input allocation
    for(int i=0;i<information.proceeding;i++)
    {
        for(int j=0;j<information.resource;j++)
        {
            printf("\n請輸入P%d 當前已佔有%c 類資源的數目:",i,j+65);
            if(temporary<=0)
            {
                printf("\n#輸入錯誤,再見#");
                getch();
                exit(0); 
            }
            else
                information.allocation[i][j] = temporary;
        }
    }

    //input need
    for(int i=0;i<information.proceeding;i++)
    {
        for(int j=0;j<information.resource;j++)
        {
            printf("\n請輸入P%d 當前尚需要%c 類資源的數目:",i,j+65);
            if(temporary<=0)
            {
                printf("\n#輸入錯誤,再見#");
                getch();
                exit(0); 
            }
            else
                information.allocation[i][j] = temporary;
        }
    }

    //finish[]=0;
    for(int i=0;i<information.proceeding;i++)
    {
        information.finish[i] = 0;
    }
    haveBeenInitializedTag = 1;
}

void drawTable()
{
    printf("\n\n當前系統狀態:\n\n");

    printf("P :A allication/need ...\n");
    for(int i=0;i<information.proceeding;i++)
    {
        printf("\n");
        printf("P%d: ",i);

        if(information.finish[i] == 0)
        {
            //
            for(int j=0;j<information.resource;j++)
            {
                printf("%c %d/%d  ",j+65,information.allocation[i][j],information.need[i][j]);
            } 
            printf(";");
        }
        else
            printf("已完成"); 
    }
    printf("\n系統剩餘: ");
    for(int i=0;i<information.resource;i++) 
    {
        printf("%c:%d ",i+65,information.available[i]);
    }
    printf("\n");
}

void financier()
{
    system("cls");
    printf("銀行家演算法\n");
    printf("----------------------------\n\n");

    fflush(stdin);//empty  input block.
    printf("請輸入要申請資源的程式(如 P1): ");
    int temporary = -1;
    char p;
    scanf("%c%d",&p,&temporary);
    if(temporary<0||temporary>=information.proceeding)
    {
        printf("\n#輸入錯誤,再見#");
        Sleep(1000);
        exit(0); 
    }
    else
        informationForCheck.proceedingID = temporary;

    printf("\n");
    for(int i=0;i<information.resource;i++)
    {
        printf("請輸入 P%d 要申請 %c 類資源的數目:",informationForCheck.proceedingID,i+65);
        scanf("%d",&temporary);
        if(temporary < 0)
        {
        printf("\n#輸入錯誤,再見#");
        Sleep(1000);
        exit(0);            
        } 
        else if(temporary > information.need[informationForCheck.proceedingID][i])
        {
            printf("\n#輸入錯誤#\n錯誤資訊: 申請資源量大於該程序需求量\n");
            Sleep(1000);
            exit(0);                
        }
        else
            informationForCheck.need[i] = temporary;        
    }
    if(1 == securityCheck())//the request can be satisfied .
    {
        for(int i=0;i<information.resource;i++)//allocate
        {
            //refresh need
            information.need[informationForCheck.proceedingID][i] = information.need[informationForCheck.proceedingID][i] - informationForCheck.need[i];
            //refresh allocation
            information.allocation[informationForCheck.proceedingID][i] = information.allocation[informationForCheck.proceedingID][i]+informationForCheck.need[i];
            //refresh available
            information.available[i] = information.available[i] - informationForCheck.need[i]; 
        }
    }
    else
    {
        ;//nothing.
    }   
}
int securityCheck()
{
    system("cls");
    printf("\n安全性檢查\n");
    printf("----------------------------\n");
    struct systemInformation copyInformation = information,temporaryInformation;//to protect original data.

    //STEP ONE:experimental allocate
    for(int i=0;i<copyInformation.resource;i++)
    {
        //refresh need
        copyInformation.need[informationForCheck.proceedingID][i] = copyInformation.need[informationForCheck.proceedingID][i] - informationForCheck.need[i];
        //refresh allocation
        copyInformation.allocation[informationForCheck.proceedingID][i] = copyInformation.allocation[informationForCheck.proceedingID][i]+informationForCheck.need[i];
        //refresh available
        copyInformation.available[i] = copyInformation.available[i] - informationForCheck.need[i]; 
    }
    printf("\n\n第一步:試探性分配");

    //temporaryInformation <- information <- copyInformation --- to drawTable
    temporaryInformation = information;
    information = copyInformation;
    drawTable();
    //copyInformation <- information <- temporaryInformation -- return to the original condition.
    copyInformation = information;
    information = temporaryInformation;
    printf("\n[Enter]下一步\n"); 
    getch();

    //STEP TWO:to check whether all of proceedings can finish .
    system("cls");
    printf("\n安全性檢查\n");
    printf("----------------------------\n");

    printf("\n\n第二步:檢測是否所有程序都能夠完成.\n"); 
    int haveUnfinishedProceedingTag = 0;//Are there unfinished proceedings ?
    int changeTag = 0;//whether finishTag has changed.
    int eachSatisfiedTag = 0;//eachSatisfiedTag = resource => changeTag = 1; 
    for(int i=0;i<copyInformation.proceeding;i++)//scan proceedings for those times.
    {
        //set variables in order
        changeTag = 0;
        eachSatisfiedTag = 0;

        for(int j=0;j<copyInformation.proceeding;j++)//scan all proceedings each time. 
        {
            if(copyInformation.finish[j] == 0)//this proceeding is unfinished now .
            {
                eachSatisfiedTag = 0;
                //if(need:<=available)
                for(int k=0;k<copyInformation.resource;k++)
                {
                    if(copyInformation.need[j][k] <= copyInformation.available[k])
                        eachSatisfiedTag++; 
                }
                if(eachSatisfiedTag == copyInformation.resource)//this proceeding can finish.
                {
                    copyInformation.finish[j] = 1;//to record its finish .
                    changeTag = 1;//finish[] was changed .

                    //then refresh copyInformation
                    for(int k=0;k<copyInformation.resource;k++)//retrieve its resource .
                    {
                        copyInformation.available[k] = copyInformation.available[k] + copyInformation.allocation[j][k];
                    }
                    break;
                }//if-finish
            }//if
        }//for-eachTime.

        //whether are all proceedings finished ?
        haveUnfinishedProceedingTag = 1;
        for(int k=0;k<copyInformation.proceeding;k++)//have unfinished proceedings ?
        {
            if(copyInformation.finish[k] == 0)
            {
                haveUnfinishedProceedingTag = 0;//yes
                break;
            }
        } 
        if(haveUnfinishedProceedingTag == 0 && changeTag == 0)//have no way to continue running.
        {
            printf("\n無法完成分配!\n");
            getch();
            return 0;
        }
        else
        {
            //temporaryInformation <- information <- copyInformation --- to drawTable
            temporaryInformation = information;
            information = copyInformation;
            drawTable();
            //copyInformation <- information <- temporaryInformation -- return to the original condition.
            copyInformation = information;
            information = temporaryInformation;

            printf("\n[Enter]繼續\n");
            getch();    
        }
    }//for-scan
    system("cls");
    printf("\n所有程式都可以執行完成!\n");
    Sleep(500); 
    printf("\n#系統為安全狀態,可以分配#");
    Sleep(500); 
    printf("\n\n[Enter]完成"); 
    getch();
    return 1;
}

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本篇主要講2015年寫的加密演算法。包括:AES,AES-CMAC,HMAC，基於RSA與HMAC的數字簽名演算法。當時大概寫了2天。哈哈！ AES演算法 AES是一個對稱加密標準，用以取代DES的商業應用。其分組長度為128位，192位或者256位。

最小堆的構建（C++實現）--演算法拾遺（1）

現在開始想把平時遇到的零星的演算法都記錄在這個板塊裡，因為若是沒有平常的記錄而只是將曾經實現過的程式碼爛在資料夾裡的話確實不是一個很好的做法啊。畢竟這是筆記而非展示給那個平臺下的報告，所以有的時候寫的隨便一點。有時演算法具體實現上的參考出處我也會做上註釋。

避免死鎖的銀行家演算法C++程式實現

本篇博文為追憶曾經寫過的算法系列第二篇（20081021）溫故知新目的：具有代表性的死鎖避免演算法是Dijskstra給出的銀行家演算法。本實驗是基於銀行家演算法的思想通過編寫C++程式實現銀行家演算法的計算機程式化，使其更實用。同時也加深了有關自願申請、避免死

[C#]銀行家演算法的實現

1.死鎖死鎖，顧名思義，是一種鎖住不可自行解開的死局。在作業系統中，“死鎖”用於描述資源分配時，程序互相搶佔資源，又因為需求的資源被別的程序搶佔，只好互相等待，以至於等待迴圈中的所有程序均無法正常執行的情況。死鎖形成需要四個條件，這四個條件缺少一個，就不會形成死鎖。

銀行家演算法——死鎖避免（C++程式碼實現）

安全狀態如果存在一個安全序列，那麼系統處於安全狀態。對於程序順序<P1,P2,...,Pn>，有如下 Pi-need <= Pj-hold + All-available則這一順序為安全序列。可以保證所有程序按此順序執行後，資源分配不會

【作業系統】銀行家演算法實現（C語言）

# 【作業系統】銀行家演算法實現（C語言） ##### 注意：本人編碼水平很菜。算是自己的一個總結。可能會有我還沒有發現的bug。如果有人發現後可以指出，不勝感激。 ## 1.銀行家演算法： > 我們可以把作業系統看作是銀行家，作業系統管理的資源相當於銀行家管理的資金，程序向作業系統請求分配資源相當於

C語言經典演算法（九）——遞迴實現二分查詢的兩種方法

後繼續整理演算法並寫出自己的理解和備註。 C++實現的：遞迴實現二分查詢演算法 1、遞迴實現二分查詢 <1> 題目描述:針對資料，進行二分查詢(要求:資料的排列有序) <2> 方法一:概念法 <3> 方法二:遞迴法原始碼: 一、遞迴實現

c++實現銀行家演算法

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