仅仅是一个最简单的内存模拟……
规 则：
我们拥有长度为m字节的内存，输入的第一行是两个整数，分别代表对内存的操作次数以及m的大小，输入的第二行是一个字符串，也就程序中所支持的三种操作：
1.alloc n – 分配n字节的连续内存，并输出被分配的内存块的id；
2.erase x – 释放id为x的内存块；
3.defragment – 对内存进行碎片整理。
首先我们来规定：
1.第一块成功分配的内存的id为1，第二块为2，以此类推；
2.执行alloc操作所开盘的内存必须是连续的，如果有多块符合这一条件的内存块，选择最靠前的那块来分配。如果不能分配这个大小的连续空闲内存块，则输
出“提示信息”；
3.erase操作释放完的内存可以重新使用，如果要释放的内存块在内存中没有找到，则返回“该内存块未找到”的提示信息，如果分配成功则不输出任何东西；
4.defragment操作将使所有内存尽量向前靠近，不打乱他们原本的顺序。
模拟内存分配(链表实现)
- 既然是链表实现，一定少不了这个咯！每一个节点记录此处的ID以及该区域内存大小data，布尔型变量t代表这里是否已被占用。
struct ab
{
int data;
int id;
bool t;
struct ab* next;
};- 主程序呢，比较简单，主要是提示信息以及控制操作次数和输入，部分变量已定义为全局变量，比如mail。最重要的功能还在mallo/search/bing这几个函数里面！
int main()
{
int n;
cout<<"Please enter the number of operations and total memory size"<<endl;
cin>>n>>mall;
struct ab *head=NULL;
while(n--)
{
string a;
int size,id;
struct ab *aa=head;
cout<<"Please enter the operation to be performed: ";
cin>>a;
if(a=="alloc")
{
cout<<"Please enter the size you want to allocate memory: ";
cin>>size;
aa=mallo(head,size);
if(aa==NULL)cout<<"\n\nNULL\tCould not find the assigned area.\n"<<endl;
else head=aa;
}
else if(a=="erase")
{
cout<<"Please enter a ID that needs to be freed: ";
cin>>id;
if(search(head,id)==0)cout<<"\nThe ID does not exist.\n"<<endl;
}
else if(a=="defragment")
head=bing(head);
if(aa!=NULL)print(head);
}
return 0;
}
- 这是mallo函数，之前在主函数里面定义head=NULL，因此第一次分配内存的时候整个内存都是空的（NULL），所以使用if（head==NULL）{} 实现建立一个链表的头节点，并且返回头节点的地址，成功分配内存则赋值给head。
- 若第二次调用mallo函数，而此时head不是NULL，则从头遍历整个链表，若发现有一段内存未用并且大于需要分配的内存大小（p1->data>size&&p1->t==false），则用两个结构体指针，一个指向此时的位置，另一个新开辟一个节点，表示完成这次分配内存后该区域剩余的内存，而当前分配的空间则缩小到指定大小，然后将新节点插入到链表这个位置中这样就模拟出了内存分配。
- 假如遍历的时候刚好碰见和指定大小一样的一段空内存，这样的话就把该段内存标记为已占用的就可以了，p1->t=true；要是遍历到最后一个区域，也就是前面内存空缺的位置还是不满足指定的要求，需要在最后面分配，这是先检测最后面的区域大小是否符合，若不符合，返回NULL，代表未成功分配内存，若符合，便和上面的情况一样了，新建一个节点来储存剩余内存的信息，而此时的节点就将大小缩小到指定大小，节点内标记为已占用。
- 代码中的k便是检测前面是否已经分配，若分配k==false，若没有成功分配k==true；这样便是内存最后面的区域了！成功分配返回head，未成功分配返回NULL，其他操作就在主函数里面了。
int di=1,mall;
ab* mallo(struct ab *head,int size)
{
struct ab *p1=head,*p2=head;
if(head==NULL)
{
if(size>mall)return NULL;
p1=(struct ab*)malloc(len);
p1->data=size;
p1->id=di++;
p1->t=true;
p1->next=NULL;
return p1;
}
else
{
bool k=false;
int s=0;
while(p1!=NULL)
{
p2=p1;
s+=p1->data;
if(p1->data>size&&p1->t==false)
{
p2=(struct ab*)malloc(len);
p2->data=p1->data-size;
p2->t=false;
p2->id=0;
p2->next=p1->next;
p1->data=size;
p1->t=true;
p1->id=di++;
p1->next=p2;
k=true;
break;
}
else if(p1->data==size&&p1->t==false)
{
p1->id=di++;
p1->t=true;
k=true;
break;
}
else p1=p1->next;
}
if(k==false)
{
if(mall-s>=size)
{
p1=(struct ab*)malloc(len);
p1->next=NULL;
p2->next=p1;
p1->data=size;
p1->t=true;
p1->id=di++;
}
else return NULL;
}
}
return head;
}- 最重要的一个已经说完了，search这个功能实现很简单，假如释放一个指定ID的内存，把该内存标记为未被占用（false）就行，假如ID未找到，返回 0，找到并成功释放，返回1，判断的条件当然在主函数啦！
int search(struct ab *p,int id)
{
bool k=false;
while(p!=NULL)
{
if(p->id==id)
{
p->t=false;
k=true;
break;
}
p=p->next;
}
if(k==false)return 0;
return 1;
}-
嗯，这个功能是实现内存整理的，本来可以将标记为（false）的内存块大小变为0，就能实现，不过既然是模拟内存分配，就要把未被分配的内存节点从链表中摘下来，好像有delete这个函数可以把摘下来的内存在计算机内存（此内存非彼内存
）中释放！但终究没有加入，下面的代码，第四行，是除去整个内存开始的空区域，将头节点重新选择至链表中第一个出现的已占用的区域，然后在循环里面用p2遍历下面连续的空区域，重新连接整个链表，最后便把链表中标记（false）的区域都摘除了下来！返回新链表的头节点head；
ab* bing(struct ab* head)
{
struct ab *p1=head,*p2=head;
while(p1!=NULL&&p1->t==0)p1=p1->next;
head=p1;
while(p1!=NULL)
{
if(p1->next==NULL)return head;
else p2=p1->next;
while(p2!=NULL&&p2->t==0)p2=p2->next;
p1->next=p2;
p1=p2;
}
return head;
}- 最后一个功能，输出整个链表，这样大家便可以查看到此时的内存分配状况了！
void print(struct ab *p1)
{
cout<<"\nSize\tID\tT/F"<<endl;
while(p1!=NULL)
{
cout<<p1->data<<"\t"<<p1->id<<"\t";
if(p1->t==true)cout<<"true"<<endl;
else cout<<"false"<<endl;
p1=p1->next;
}
cout<<endl;
}- 好了，用链表模拟内存的分配就是这样。
下面附上完整源代码：
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string>
using namespace std;
#define len sizeof(struct ab)
struct ab
{
int data;
int id;
bool t;
struct ab* next;
};
int di=1,mall;
ab* mallo(struct ab *head,int size)
{
struct ab *p1=head,*p2=head;
if(head==NULL)
{
if(size>mall)return NULL;
p1=(struct ab*)malloc(len);
p1->data=size;
p1->id=di++;
p1->t=true;
p1->next=NULL;
return p1;
}
else
{
bool k=false;
int s=0;
while(p1!=NULL)
{
p2=p1;
s+=p1->data;
if(p1->data>size&&p1->t==false)
{
p2=(struct ab*)malloc(len);
p2->data=p1->data-size;
p2->t=false;
p2->id=0;
p2->next=p1->next;
p1->data=size;
p1->t=true;
p1->id=di++;
p1->next=p2;
k=true;
break;
}
else if(p1->data==size&&p1->t==false)
{
p1->id=di++;
p1->t=true;
k=true;
break;
}
else p1=p1->next;
}
if(k==false)
{
if(mall-s>=size)
{
p1=(struct ab*)malloc(len);
p1->next=NULL;
p2->next=p1;
p1->data=size;
p1->t=true;
p1->id=di++;
}
else return NULL;
}
}
return head;
}
int search(struct ab *p,int id)
{
bool k=false;
while(p!=NULL)
{
if(p->id==id)
{
p->t=false;
k=true;
break;
}
p=p->next;
}
if(k==false)return 0;
return 1;
}
void print(struct ab *p1)
{
cout<<"\nSize\tID\tT/F"<<endl;
while(p1!=NULL)
{
cout<<p1->data<<"\t"<<p1->id<<"\t";
if(p1->t==true)cout<<"true"<<endl;
else cout<<"false"<<endl;
p1=p1->next;
}
cout<<endl;
}
ab* bing(struct ab* head)
{
struct ab *p1=head,*p2=head;
while(p1!=NULL&&p1->t==0)p1=p1->next;
head=p1;
while(p1!=NULL)
{
if(p1->next==NULL)return head;
else p2=p1->next;
while(p2!=NULL&&p2->t==0)p2=p2->next;
p1->next=p2;
p1=p2;
}
return head;
}
int main()
{
int n;
cout<<"Please enter the number of operations and total memory size"<<endl;
cin>>n>>mall;
struct ab *head=NULL;
while(n--)
{
string a;
int size,id;
struct ab *aa=head;
cout<<"Please enter the operation to be performed: ";
cin>>a;
if(a=="alloc")
{
cout<<"Please enter the size you want to allocate memory: ";
cin>>size;
aa=mallo(head,size);
if(aa==NULL)cout<<"\n\nNULL\tCould not find the assigned area.\n"<<endl;
else head=aa;
}
else if(a=="erase")
{
cout<<"Please enter a ID that needs to be freed: ";
cin>>id;
if(search(head,id)==0)cout<<"\nThe ID does not exist.\n"<<endl;
}
else if(a=="defragment")
head=bing(head);
if(aa!=NULL)print(head);
}
return 0;
}
程序截图：
执行的操作：
1.alloc n – 分配n字节的连续内存，并输出被分配的内存块的id；
2.erase x – 释放id为x的内存块；
3.defragment – 对内存进行碎片整理。
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- alloc 5
- alloc 3
- erase 1
- alloc 6
- defragment
- alloc 6