#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
// map<int,int> mp;
#define first x
#define second y
const int n = 200; // 随机访问的页面数
const int m = 3; // 内存的容量
int a[250];
void init() {
for (int i = 1; i <= n; i++) {
a[i] = rand() % 9 + 1;
}
}
void FIFO() {
//init();
map<int, int> mp;//用来直接判断当前的队列中是否有该数,大大降低时间复杂度
queue<int> q;//用队列实现先进先出的任务。
int ans = 0; // 统计缺页数
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (mp[a[i]] == 0) { //如果没有
ans++;//就说明缺页的数量+1
if (q.size() == m) { //如果当前队列满了(内存块)
int x = q.front();//把头弹出去并且利用map去标记成0
mp[x]--;
q.pop();
q.push(a[i]);//添加新进来的数。
mp[a[i]]++;//标记新进来的数。
} else {
q.push(a[i]);//如果队列不满直接添加即可。
mp[a[i]]++;
}
}
if (mp[a[i]] != 0) {
continue;
}
}
cout << "页面的访存的顺序" << endl;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
cout << a[i] << " ";
}
cout << endl;
double x = ans;
double y = n;
cout << "访存命中率" << endl;
printf("%.2lf%\n", 100.0 - x / y * 100);//计算命中率
}
void LRU() {
map<int , int> mp;//用来标记是否有这个数在这个数列中
map<int , int> mp1;//用来计算时间
set<int> st;//用来存储当前的数列,因为queue只能从头部弹出会很麻烦,所以用set代替一下。
//init(); // 初始化
int ans=0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (mp[a[i]] == 0) {
ans++;//缺页数量
if(st.size()<m) { //如果set(集合)没满,我们把当前所有的元素都+1,基于这个算法,我们把新加入的数变为0;
for(auto x:st) {
mp1[x]++;
}
st.insert(a[i]);
mp1[a[i]]=0;
mp[a[i]]++;
} else { //如果队列满了我们就可以直接去找最大值将其弹出,加入新的元素,别忘记让新元素的时间值置为0.
int maxx=0;
int biaoji;
for(auto x:st) {
if(mp1[x]>maxx) {
maxx=mp1[x];
biaoji=x;//找到标记最大的时间值
}
mp1[x]++;
}
st.erase(biaoji);
mp1[biaoji]=0;//把他谈出去了时间是不是0其实无所谓
mp[biaoji]=0;
st.insert(a[i]);
mp1[a[i]]=0;//最新进入时间值为0;
mp[a[i]]++;//标记进入。
}
}
if (mp[a[i]] != 0) {
for(auto x:st) {
mp1[x]++;
}
mp1[a[i]] = 0;
}
}
cout << "页面的访存的顺序" << endl;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
cout << a[i] << " ";
}
cout << endl;
double x = ans;
double y = n;
cout << "访存命中率" << endl;
printf("%.2lf%\n", 100.0 - x / y * 100);
}
void CLOCK() {
//我们首先把时钟摆满;
int b[300];//定义一个新的数组用于存储
map<int,int> mp;
int ans=0;
int num=0;
for(int i=1; i<=m; i++) { //初始化时钟
if(mp[a[i]]==0) {
b[i]=a[i+num];
mp[b[i]]=1;
} else {
num++;
}
}
for(int i=num+m+1; i<=n; i++) { //对初始化完之后的需要访存的页进行时钟置换算法。
int flag=0;
if(mp[a[i]]==1) {
mp[a[i]]=1;
continue;
}
while(1) {
for(int i=1; i<=m; i++) {
if(mp[b[i]]==0) {
b[i]=a[i];
mp[a[i]]=1;
flag=1;
} else {
mp[b[i]]--;
}
}
if(flag==1) {
ans++;
break;
}
}
}
cout << "页面的访存的顺序" << endl;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
cout << a[i] << " ";
}
cout << endl;
double x = ans;
double y = n;
cout << "访存命中率" << endl;
printf("%.2lf%\n", 100.0 - x / y * 100);
}
void print() {
printf("***************************\n");
printf("* 1.先进先出的置换算法 *\n");
printf("* 2.最近最久未使用算法 *\n");
printf("* 3.时钟置换算法 *\n");
printf("***************************\n");
}
int main() {
print();
int t;
init();
while(cin>>t) {
switch (t) {
case 1:
FIFO();
break;
case 2:
LRU();
break;
case 3:
CLOCK();
break;
case 4:
return 0;
}
}
return 0;
}
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