C语⾔实现页⾯置换算法本⽂实例为⼤家分享了C语⾔实现页⾯置换算法的具体代码，供⼤家参考，具体内容如下操作系统实验页⾯置换算法（FIFO、LRU、OPT）概念：1.最佳置换算法（OPT）（理想置换算法）：从主存中移出永远不再需要的页⾯；如⽆这样的页⾯存在，则选择最长时间不需要访问的页⾯。
于所选择的被淘汰页⾯将是以后永不使⽤的，或者是在最长时间内不再被访问的页⾯，这样可以保证获得最低的缺页率。
2.先进先出置换算法（FIFO）：是最简单的页⾯置换算法。
这种算法的基本思想是：当需要淘汰⼀个页⾯时，总是选择驻留主存时间最长的页⾯进⾏淘汰，即先进⼊主存的页⾯先淘汰。
其理由是：最早调⼊主存的页⾯不再被使⽤的可能性最⼤。
3．最近最久未使⽤（LRU）算法：这种算法的基本思想是：利⽤局部性原理，根据⼀个作业在执⾏过程中过去的页⾯访问历史来推测未来的⾏为。
它认为过去⼀段时间⾥不曾被访问过的页⾯，在最近的将来可能也不会再被访问。
所以，这种算法的实质是：当需要淘汰⼀个页⾯时，总是选择在最近⼀段时间内最久不⽤的页⾯予以淘汰。
题⽬：编写⼀个程序，实现本章所述的FIFO、LRU和最优页⾯置换算法。
⾸先，⽣成⼀个随机的页⾯引⽤串，其中页码范围为0-9.将这个随机页⾯引⽤串应⽤到每个算法，并记录每个算法引起的缺页错误的数量。
实现置换算法，⼀遍页⾯帧的数量可以从1~7。
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <time.h>int numbers[20]={7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1};//本地数据，与课本⼀致，⽅便测试int nums=0;//输⼊栈的个数，为了⽅便使⽤，int stack[20][7]={10};void begin();void randomnum();//⽤于产⽣随机数void init();//初始化void FIFO();//FIFO算法void LRU();//LRU算法void OPT();//最优页⾯置换算法（OPT）void print();//输出int main() {begin();FIFO();LRU();OPT();return 0;}void begin()//开始菜单界⾯{int i,j,k;printf("请输⼊页⾯帧的数量(1-7)：");scanf("%d",&nums);for(k=0;;k++){printf("是否使⽤随机数产⽣输⼊串（0：是，1：否）");scanf("%d",&j);if(j==0){randomnum();break;}else if(j==1){break;}else{printf("请输⼊正确的选择！\n");}}printf("页⾯引⽤串为：\n");for(i=0;i<20;i++){printf("%d ",numbers[i]);}printf("\n");init();}void randomnum()//如果需要使⽤随机数⽣成输⼊串，调⽤该函数{srand(time(0));//设置时间种⼦for(int i = 0; i < 20; i++) {numbers[i] = rand() % 10;//⽣成区间0`9的随机页⾯引⽤串}}void init()//⽤于每次初始化页⾯栈中内容，同时⽅便下⾯输出的处理{int i,j;for(i=0;i<20;i++)for(j=0;j<nums;j++)stack[i][j]=10;}void print()//输出各个算法的栈的内容{int i,j;for(i=0;i<nums;i++){for(j=0;j<20;j++){if(stack[j][i]==10)printf("* ");elseprintf("%d ",stack[j][i]);}printf("\n");}}void FIFO()//FIFO算法{init();int i,j=1,n=20,k,f,m;stack[0][0]=numbers[0];for(i=1;i<20;i++){f=0;for(m=0;m<nums;m++){stack[i][m]=stack[i-1][m];}for(k=0;k<nums;k++){if(stack[i][k]==numbers[i]){n--;f=1;break;}}if(f==0){stack[i][j]=numbers[i];j++;}if(j==nums)j=0;}printf("\n");printf("FIFO算法：\n");print();printf("缺页错误数⽬为：%d\n",n);}void LRU()//LRU算法{int i,j,m,k,sum=1;int sequence[7]={0};//记录序列init();stack[0][0]=numbers[0];sequence[0]=nums-1;for(i=1;i<nums;i++)//前半部分，页⾯空置的情况{for(j=0;j<nums;j++){stack[i][j]=stack[i-1][j];}for(j=0;j<nums;j++){if(sequence[j]==0){stack[i][j]=numbers[i];break;}}for(j=0;j<i;j++)//将之前的优先级序列都减1{sequence[j]--;}sequence[i]=nums-1;//最近使⽤的优先级列为最⾼sum++;}for(i=nums;i<20;i++)//页⾯不空，需要替换的情况{int f;f=0;for(j=0;j<nums;j++){stack[i][j]=stack[i-1][j];}for(j=0;j<nums;j++)//判断输⼊串中的数字，是否已经在栈中 {if(stack[i][j]==numbers[i]){f=1;k=j;break;}}if(f==0)//如果页⾯栈中没有，不相同{for(j=0;j<nums;j++)//找优先序列中为0的{if(sequence[j]==0){m=j;break;}}for(j=0;j<nums;j++){sequence[j]--;}sequence[m]=nums-1;stack[i][m]=numbers[i];sum++;}else//如果页⾯栈中有，替换优先级{if(sequence[k]==0)//优先级为最⼩优先序列的{for(j=0;j<nums;j++){sequence[j]--;}sequence[k]=nums-1;}else if(sequence[k]==nums-1)//优先级为最⼤优先序列的{//⽆需操作}else//优先级为中间优先序列的{for(j=0;j<nums;j++){if(sequence[k]<sequence[j]){sequence[j]--;}}sequence[k]=nums-1;}}}printf("\n");printf("LRU算法：\n");print();printf("缺页错误数⽬为：%d\n",sum);}void OPT()//OPT算法{int i,j,k,sum=1,f,q,max;int seq[7]={0};//记录序列init();stack[0][0]=numbers[0];seq[0]=nums-1;for(i=1;i<nums;i++)//前半部分，页⾯空置的情况{for(j=0;j<nums;j++){stack[i][j]=stack[i-1][j];}for(j=0;j<nums;j++){if(seq[j]==0){stack[i][j]=numbers[i];break;}}for(j=0;j<i;j++)//将之前的优先级序列都减1{seq[j]--;}seq[i]=nums-1;//最近使⽤的优先级列为最⾼sum++;}for(i=nums;i<20;i++)//后半部分，页⾯栈中没有空的时候情况{//k=nums-1;//最近的数字的优先级for(j=0;j<nums;j++)//前⾯的页⾯中内容赋值到新的新的页⾯中{stack[i][j]=stack[i-1][j];}for(j=0;j<nums;j++){f=0;if(stack[i][j]==numbers[i]){f=1;break;}}if(f==0)//页⾯中没有，需要替换的情况{for(q=0;q<nums;q++)//优先级序列中最⼤的就是最久未⽤的，有可能出现后⾯没有在⽤过的情况 {seq[q]=20;}for(j=0;j<nums;j++)//寻找新的优先级{for(q=i+1;q<20;q++){if(stack[i][j]==numbers[q]){seq[j]=q-i;break;}}}max=seq[0];k=0;for(q=0;q<nums;q++){if(seq[q]>max){max=seq[q];k=q;}}stack[i][k]=numbers[i];sum++;}else{//页⾯栈中有需要插⼊的数字，⽆需变化，替换的优先级也不需要变化 }}printf("\n");printf("OPT算法：\n");print();printf("缺页错误数⽬为：%d\n",sum);}运⾏结果截图：以上就是本⽂的全部内容，希望对⼤家的学习有所帮助，也希望⼤家多多⽀持。
