伙伴系统.doc

#include #include #include #include /*数据结构C语言版 伙伴系统算法8.2 P205编译环境：Dev-C+ 4.9.9.2日期：2011年2月9日 */ 可利用空间总容量1024字的2的幂次,子表的个数为m+1#define m 10 / 伙伴系统可利用空间表的结构typedef struct WORDstruct WORD *llink;/ 指向前驱结点 int tag;/ 块标志,0:空闲,1:占用 int kval;/ 块大小,值为2的幂次k struct WORD *rlink;/ 头部域,指向后继结点 WORD, head, *Space;/ WORD:内存字类型,结点的第一个字也称为head typedef struct HeadNodeint nodesize;/ 该链表的空闲块的大小 struct WORD *first;/ 孩链表的表头指针 FreeListm+1;/ 表头向量类型 #define N 100/ 占用块个数的最大值 Space r;/ r为整个生成空间的首地址,全局量 /*算法8.2 P205avail0.m为可利用空间表,n为申请分配量,若有不小于n的空闲块, 则分配相应的存储块,并返回其首地址;否则返回NULL。*/Space AllocBuddy(FreeList *avail, int n)int i,k;Space pa,pi,pre,suc;/ 查找满足分配要求的子表即空闲块大小大于n的表for(k = 0;k = m & (*avail)k.nodesize m)printf(分配失败！n);return NULL;else / 进行分配 pa = (*avail)k.first;/ 指向可分配子表的第一个结点 pre = pa-llink;/ 指向前驱 suc = pa-rlink;/ 指向后继 if(pa = suc)/ 相同的 (*avail)k.first = NULL;/ 分配后该子表变成空表 else/ 从子表删去*pa结点(分配的) pre-rlink = suc;suc-llink = pre;(*avail)k.first = suc;/ 将块(*avail)k的剩余块分成按由大到小（2的k-i次幂）的顺序/ 依次插入相应大小的子表中 for(i = 1; (*avail)k-i.nodesize = n+1; +i)pi = pa + (int)pow(2, k-i);pi-rlink = pi;pi-llink = pi;pi-tag = 0;pi-kval = k-i;(*avail)k-i.first = pi; pa-tag = 1;pa-kval = k-(-i);return pa;/ 返回相对起始地址为p,块大小为pow(2,k)的块的伙伴地址Space buddy(Space p) if(p - r) % (int)pow(2,p-kval+1) = 0)/ p为前块 return p + (int)pow(2, p-kval);else / p为后块 return p - (int)pow(2, p-kval);/ 伙伴系统的回收算法 将p所指的释放块回收到可利用空间表pav中void Reclaim(FreeList *pav,Space *p) Space s;/ 伙伴块的起始地址s = buddy(*p); / printf(回收的过程演示：n伙伴块的起始地址：%un,s);/ 归并伙伴块,s = r & s = r & s tag = 0)/ 从链表上删除该结点 if(s-llink = s & s-rlink = s)/ 链表上仅此一个结点 (*pav)s-kval.first = NULL;/ 置此链表为空 else/ 链表上不止一个结点，则将该结点s删除 s-llink-rlink = s-rlink; / 前驱的后继为该结点的后继 s-rlink-llink = s-llink;/ 后继的前驱为该结点的前驱 if(*pav)s-kval.first = s)/ s是链表的第一个结点 (*pav)s-kval.first = s-rlink; / 表头指向下一个结点 / 修改结点头部 if( (*p-r) % (int)pow(2,(*p)-kval+1) = 0) / p为前块 (*p)-kval+;else / p为后块 s-kval = (*p)-kval+1;*p = s; / p指向新块首地址 s = buddy(*p); / 下一个伙伴块的起始地址 / printf(伙伴块的起始地址：%un,s);/ 将p插到可利用空间表中 (*p)-tag = 0;if(*pav)(*p)-kval.first = NULL) / 该链表空 (*pav)(*p)-kval.first = (*p)-llink = (*p)-rlink = *p;else / 插在表头 (*p)-rlink = (*pav)(*p)-kval.first;(*p)-llink = (*p)-rlink-llink;(*p)-rlink-llink = *p;(*p)-llink-rlink = *p;(*pav)(*p)-kval.first = *p;*p = NULL;/ 输出p中所有可利用空间表void Print(FreeList p) int i;Space h;printf(可利用空间：n);for(i = 0; i kval),h); / 输出结点信息 printf(块标志=%d(0:空闲 1:占用)n, h-tag);h = h-rlink; / 指向下一个结点的头部域(首地址) while(h != pi.first); / 没到循环链表的表尾 printf(n);/ 输出p数组所指的已分配空间void PrintUser(Space p) int i;printf(已利用空间：n);for(i = 0; i kval);printf( 块标志=%d(0:空闲 1:占用)n, pi-tag);printf(n);int main()int i,n;FreeList a;Space qN = NULL ; / q数组为占用块的首地址 printf(这里假设的内存空间的单位是WORD结构的字节数.n);printf(WORD的大小=%un, sizeof(WORD); printf(可分配的总空间(int)pow(2,%d) = %un,m,(int)pow(2,m);for(i = 0; i llink = r-rlink = r; / 初始化该结点 r-tag = 0;r-kval = m;Print(a);PrintUser(q);n = 100;printf(申请%d个字后:n,n);/ 向a申请100个WORD的内存(实际获得128个WORD因为/ 10064 & 100128 ,所以给它分配了128个WORD的内存) q0 = AllocBuddy(&a,n);Print(a);PrintUser(q);n = 200;printf(申请%d个字后:n,n);/ 向a申请200个WORD的内存(实际获得256个WORD)q1 = AllocBuddy(&a,n); Print(a);PrintUser(q);n = 220;printf(申请%d个字后:n,n);/ 向a申请220个WORD的内存(实际获得256个WORD)q2 = AllocBuddy(&a,n); Print(a);PrintUser(q);printf(回收q1后:n);Reclaim(&a,&q1); / 回收q1，伙伴不空闲 Print(a);PrintUser(q);printf(回收q0后:n);Reclaim(&a,&q0); / 回收q0，伙伴空闲 Print(a);PrintUser(q);printf(回收q2后:n);Reclaim(&a,&q2); / 回收q2，伙伴空闲，生成一个大结点 Print(a);PrintUser(q);elseprintf(分配失败！n);system(pause);return 0;/*输出效果：这里假设的内存空间的单位是WORD结构的字节数.WORD的大小=16可分配的总空间(int)pow(2,10) = 1024起始地址r为：3420912可利用空间：块的大小=1024 块的首地址=3420912 块标志=0(0:空闲 1:占用)已利用空间：申请100个字后:可利用空间：块的大小=128 块的首地址=3422960 块标志=0(0:空闲 1:占用)块的大小=256 块的首地址=3425008 块标志=0(0:空闲 1:占用)块的大小=512 块的首地址=3429104 块标志=0(0:空闲 1:占用)已利用空间：占用块0的首地址=3420912 块的大小=128 块标志=1(0:空闲 1:占用)申请200个字后:可利用空间：块的大小=128 块的首地址=3422960 块标志=0(0:空闲 1:占用)块的大小=512 块的首地址=3429104 块标志=0(0:空闲 1:占用)已利用空间：占用块0的首地址=3420912 块的大小=128 块标志=1(0:空闲 1:占用)占用块1的首地址=3425008 块的大小=256 块标志=1(0:空闲 1:占用)申请220个字后:可利用空间：块的大小=128 块的首地址=3422960 块标志=0(0:空闲 1:占用)块的大小=256 块的首地址=3433200 块标志=0(0:空闲 1:占用)已利用空间：占用块0的首地址=3420912 块的大小=128 块标志=1(0:空闲 1:占用)占用块1的首地址=3425008 块的大小=256 块标志=1(0:空闲 1:占用)占用块2的首地址=3429104 块的大小=256 块标志=1(0:空闲 1:占用)回收q1后:可利用空间：块的大小=128 块的首地址=3422960 块标志=0(0:空闲 1:占用)块的大小=256 块的首地址=3425008 块标志=0(0:空闲 1:占用)块的大小=256 块的首地址=3433200 块标志=0(0:空闲 1:占用)已利用空间：占用块0的首地址=3420912 块的大小=128 块标志=1(0:空闲 1:占用)占用块2的首地址=3429104 块的大小=256 块标志=1(0:空闲 1:占用)回收q0后:可利用空间：块的大小=256 块的首地址=3433200 块标志=0(0:空闲 1:占用)块的大小=512 块的首地址=3420912 块标志=0(0:空闲 1:占用)已利用空间：占用块2的首地址=3429104 块的大小=256 块标志=1(0:空闲 1:占用)回收q2后:可利用空间：块的大小=1024 块的首地址=3420912 块标志=0(0:空闲 1:占用)已利用空间：请按任意键继续. . . */