C语言实现银行家算法

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h> // bool 类型


int N = 0;         // 进程数目
int M = 0;         // 资源数目
int* Available;    // 可利用资源向量 M
int** Max;         // 最大需求矩阵 M * N
int** Allocation;  // 分配矩阵 M * N
int** Need;        // 需求矩阵 M * N


// 初始化数据结构
void init();

// 销毁数据结构
void destory();

// 安全性检查算法
void security_checks();


int main(int argc, char const *argv[]) {
    init();
    security_checks();
    destory();
    return 0;
}


/**
 * 初始化数据结构
 */
void init() {
    printf("依次输入进程数目和资源类型数目：");
    scanf("%d%d", &N, &M);

    // 分配内存
    Available = malloc(sizeof(int*) * N);
    Max = malloc(sizeof(int*) * N);
    Allocation = malloc(sizeof(int*) * N);
    Need = malloc(sizeof(int*) * N);
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        Max[i] = malloc(sizeof(int) * M);
        Allocation[i] = malloc(sizeof(int) * M);
        Need[i] = malloc(sizeof(int) * M);
    }

    // 赋值
    for (int i = 0; i < M; i++) {
        printf("输入资源类型%d的数目：", i);
        scanf("%d", &(Available[i]));
    }

    for (int i = 0; i < N; i++) {
        for (int j = 0; j < M; j++) {
            printf("依次输入进程%d对资源类型%d的最大需求及已获得的数量：", i, j);
            scanf("%d%d", &(Max[i][j]), &(Allocation[i][j]));
            Available[j] -= Allocation[i][j];
            Need[i][j] = Max[i][j] - Allocation[i][j];
        }
    }
}


/**
 * 销毁数据结构
 */
void destory() {
    free(Available);
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        free(Max[i]);
        free(Need[i]);
        free(Allocation[i]);
    }
}


/**
 * 安全性检查算法
 */
void security_checks() {
    int Work[M];
    bool Finish[N];
    for (int i = 0; i < N; i++) {
        Finish[i] = false;
    }
    for (int i = 0; i < M; i++) {
        Work[i] = Available[i];
    }

    int finish_count = 0; // 结束任务的进程数目
    char security_seq[N][5]; // 安全序列
    while (true) {
        bool had_allocated = false; // 判断本轮是否分配
        for (int i = 0; i < N; i++) {
            if (Finish[i] == false) { // 找一个没有结束的进程
                bool all_valid = true;
                for (int j = 0; j < M; j++) { // 如果对所有资源的Need[i][j]都小于Work[j]，则分配
                    if (Need[i][j] > Work[j]) { // 但凡有一个不满足，则不分配
                        all_valid = false;
                        break;
                    }
                }
                if (all_valid == true) { // 分配并回收资源
                    for (int j = 0; j < M; j++) {
                        Work[j] += Allocation[i][j];
                    }
                    Finish[i] = true;
                    had_allocated = true;
                    sprintf(security_seq[finish_count++], "P%d", i);
                }
            }
        }
        if (finish_count == N) { // 结束，安全
            puts("系统处于安全状态");
            printf("进程安全序列为：");
            for (int i = 0; i < N; i++) { // 输出安全序列
                printf("[%s]", security_seq[i]);
                if (i != N - 1) printf(" => ");
                else puts("");
            }
            return ;
        } else if (had_allocated == false) { // 结束，不安全
            puts("系统处于不安全状态");
            return ;
        }
    }
}