操作系统原理与实验——实验四短进程优先调度

实验指南

运行环境：

Dev c++

算法思想： 

短进程优先 (SPF)调度算法则是从就绪队列中选出一个估计运行时间最短的进程，将处理机分配给它，使它立即执行并一直执行到完成

核心数据结构：

typedef struct data{

    int hour;

    int min;

}time;

typedef struct node{

    int id;//编号

    char name[20];//名字

    time arrive;//到达时间

    int zx;//执行时间；

    time start;//开始时间

    time finish;//完成时间

    int zz;//周转时间=执行完成时间-到达就绪队列时间

    double zzxs;//带权周转时间=周转时间/执行时间

    struct node* next;

}linknode;

typedef linknode* linklist;

typedef struct{

    linklist front;

    linklist rear;

}queue;   //队列

程序主体框架：

//函数名：init   参数：无

queue* init(){

//函数功能：初始化队列，返回队列指针

}

//函数名：insert  参数：Queue *cc, node *x

void insert(queue* cc,linklist s){

    //函数功能:尾插入队

}

//函数名：dele  参数：Queue *cc

void dele(queue* cc){

//功能：队首结点出队

}

//函数名：input   参数：Queue *cc

void input(queue* cc){

//功能：实现作业队列的输入

}

//函数名：sort参数：Queue *cc

void sort(queue* cc){

    //函数功能：对到达时间进行排序

}

//函数名：solve_SJF参数：Queue *cc

void solve_SJF(queue* cc){ 

//函数功能：解决短进程优先调度算法

}

int main()

{

    while(true)

    {

        int op;

        printf("请输入操作(1：开始进程调度；0：结束进程）");

        scanf("%d",&op);

        if(op==0) break;

        queue *cc;

        cc = init(cc);

        input(cc);

        solve_SJF(cc);

    }

    return 0;

}

测试用例：

用例一：

5001 p1 9:40 20
5004 p4 10:10 10
5005 p5 10:05 30
5002 p2 9:55 15
5003 p3 9:45 25

用例二：

5001 p1 19:40 20
5002 p4 10:10 10
5003 p5 10:05 30
5004 p2 9:55 15
5005 p3 9:45 25
5006 p6 11:40 20
5007 p8 12:10 10
5008 p9 13:05 30
5009 p10 19:55 15
5010 p7 7:15 15

关键代码

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
typedef struct data{
    int hour;
    int min;
}time;
typedef struct node{
    int id;//编号
    char name[20];//名字
    time arrive;//到达时间
    int zx;//执行时间；
    time start;//开始时间
    time finish;//完成时间
    int zz;//周转时间=执行完成时间-到达就绪队列时间
    double zzxs;//带权周转时间=周转时间/执行时间
    struct node* next;
}linknode;

typedef linknode* linklist;

typedef struct{
    linklist front;
    linklist rear;
}queue;   //队列
void sort(queue* cc);
void solve_SJF(queue* cc);
//函数名：init   参数：无
queue* init(){
//函数功能：初始化队列，返回队列指针
	queue* p=(queue*)malloc(sizeof(queue));
	p->front=NULL;
	p->rear=NULL;
	return p;
}
//函数名：insert  参数：Queue *cc, node *x
void insert(queue* cc,linklist s){
    //函数功能:尾插入队
    linknode*p=(linknode *)malloc(sizeof(linknode));
    *p=*s;
    //printf("%d ",p->id);
    if(cc->front==NULL&&cc->rear==NULL)
    {
    	cc->front=p;
    	cc->rear=p;
	}
	else
	{
		cc->rear->next=p;
		cc->rear=p;
	}
}
//函数名：dele  参数：Queue *cc
void dele(queue* cc){ 
//功能：队首结点出队
	linklist bl,p;
	float zz=0,zx=0;
	int n=0;
	bl=cc->front;
	printf("模拟短进程优先调度过程输出结果\nid号   名字   到达时间   执行时间（分钟）   开始时间   完成时间   周转时间（分钟）   带权周转系数\n");
	while(bl!=NULL)
	{
		printf("%d\t%s\t%d:%02d\t\t%d\t\t%d:%02d\t%d:%02d\t\t%d\t\t%.2f\n",bl->id,bl->name,bl->arrive.hour,bl->arrive.min,bl->zx,bl->start.hour,bl->start.min,bl->finish.hour,bl->finish.min,bl->zz,bl->zzxs);
		p=bl;
		zz=zz+bl->zz;
		zx=zx+bl->zzxs;
		bl=bl->next;
		free(p);
		n++;
	}
	printf("系统平均周转时间为：\t\t\t\t\t\t\t%.2f\n",zz/n);
	printf("系统平均带权周转系数为：\t\t\t\t\t\t\t\t%.2f\n",zx/n);
}
//函数名：input   参数：Queue *cc
void input(queue* cc){
//功能：实现作业队列的输入
	int n;
	linklist head=NULL,q;
	printf("请输入进程数：");
	scanf("%d",&n);
	while(n--)
	{
		linknode*p=(linknode *)malloc(sizeof(linknode));
		scanf("%d %s %d:%d %d",&p->id,&p->name,&p->arrive.hour,&p->arrive.min,&p->zx);
		p->next=NULL; 
		insert(cc,p);
	}
	head=cc->front;
	sort(cc);
}
//函数名：sort参数：Queue *cc
void sort(queue* cc){ 
    //函数功能：对到达时间进行排序
    linklist head=NULL,bl,pre,q;
    bl=cc->front;
	while(bl!=NULL)
	{
		linknode*p=(linknode *)malloc(sizeof(linknode));
		*p=*bl;
		p->next=NULL;
		if(head==NULL)
		{
			head=p;
		}
		else
		{
			pre=NULL;
			q=head;
			while(q!=NULL)
			{
				if((p->arrive.hour<head->arrive.hour)||((p->arrive.hour==head->arrive.hour)&&(p->arrive.min<head->arrive.min)))
				{
					p->next=head;
					head=p;
					break;
				}
				else if(((p->arrive.hour>q->arrive.hour)||((p->arrive.hour==q->arrive.hour)&&(p->arrive.min>q->arrive.min)))&&q->next==NULL)
				{
					q->next=p;
					break;
				}
				else if((p->arrive.hour<q->arrive.hour)||((p->arrive.hour==q->arrive.hour)&&(p->arrive.min<q->arrive.min)))
				{
					p->next=q;
					pre->next=p;
					break;
				}
				pre=q;
				q=q->next;
			}
		}
		bl=bl->next;
	}
	cc->front=head;
	cc->rear=pre;

}
//函数名：solve_SJF参数：Queue *cc
void solve_SJF(queue* cc){	
//函数功能：解决短进程优先调度算法 
	sort(cc);
	linklist head=NULL,min,pre,q,bl,bl2,bl3,sf;
	time tt;
	bl=cc->front;
	
	
	while(bl!=NULL)
	{
		if(head==NULL)
		{
			//printf("创建链表为空\n");
			linknode*p=(linknode *)malloc(sizeof(linknode));
			*p=*bl;
			p->next=NULL;
			
			p->start.hour=p->arrive.hour;
			p->start.min=p->arrive.min;
			p->finish.min=(p->start.min+p->zx)%60;
			p->finish.hour=p->start.hour+(p->start.min+p->zx)/60;
			p->zz=p->finish.hour*60+p->finish.min-p->arrive.hour*60-p->arrive.min;
			p->zzxs=p->zz*1.0/p->zx;
			
			head=p;
			q=head;
			tt.min=(p->arrive.min+p->zx)%60;
			tt.hour=p->arrive.hour+(p->arrive.min+p->zx)/60;
			bl=bl->next;
		}
		else
		{
			//printf("创建链表不为空\n");
			bl2=bl;
			min=bl;
			bl3=bl;
			int flag=0;
			while(bl2!=NULL)
			{
				if((bl2->arrive.hour<tt.hour)||((bl2->arrive.hour==tt.hour)&&(bl2->arrive.min<tt.min)))
				{
					if(bl2->zx<min->zx)
					{
						min=bl2;
						flag=1;
						while(1)
						{
							if(bl3->next==min||bl3==min)
							break;
							bl3=bl3->next;
						}
					}
				}
				bl2=bl2->next;
			}
			if(flag==1)
			{
				//printf("找到最小执行时间\n");
				linknode*p=(linknode *)malloc(sizeof(linknode));
					*p=*min;
					p->next=NULL;
					q->next=p;
					q=p;
					bl3->next=min->next;
					free(min);
					
					p->start.hour=tt.hour;
					p->start.min=tt.min;
					p->finish.min=(tt.min+p->zx)%60;
					p->finish.hour=tt.hour+(tt.min+p->zx)/60;
					p->zz=p->finish.hour*60+p->finish.min-p->arrive.hour*60-p->arrive.min;
					p->zzxs=p->zz*1.0/p->zx;
					
					tt.min=p->finish.min;
					tt.hour=p->finish.hour;

			}
			else
			{
				//printf("没有找到最小执行时间\n");
				linknode*p=(linknode *)malloc(sizeof(linknode));
				*p=*min;
				p->next=NULL;
				if((p->arrive.hour<tt.hour)||((p->arrive.hour==tt.hour)&&(p->arrive.min<tt.min)))
				{
					p->start.hour=tt.hour;
					p->start.min=tt.min;
					p->finish.min=(tt.min+p->zx)%60;
					p->finish.hour=tt.hour+(tt.min+p->zx)/60;
					p->zz=p->finish.hour*60+p->finish.min-p->arrive.hour*60-p->arrive.min;
					p->zzxs=p->zz*1.0/p->zx;
					tt.min=p->finish.min;
					tt.hour=p->finish.hour;
				}
				else
				{
					p->start.hour=p->arrive.hour;
					p->start.min=p->arrive.min;
					p->finish.min=(p->start.min+p->zx)%60;
					p->finish.hour=p->start.hour+(p->start.min+p->zx)/60;
					p->zz=p->finish.hour*60+p->finish.min-p->arrive.hour*60-p->arrive.min;
					p->zzxs=p->zz*1.0/p->zx;
					tt.min=p->finish.min;
					tt.hour=p->finish.hour;
				}
				
				q->next=p;
				q=p;
				bl=bl->next;
							
			}
		}
	}
	cc->front=head;
	bl=head;
	while(bl->next!=NULL)
	{
		bl=bl->next;
	}
	cc->rear=bl;
	dele(cc);
}
int main()
{
    while(true)
    {
        int op;
        printf("请输入操作(1：开始进程调度；0：结束进程）");
        scanf("%d",&op);
        if(op==0) break;
        queue *cc;
        cc = init();
        input(cc);
        solve_SJF(cc);
    }


    return 0;
}

运行结果

实验总结

①经过前两次的实验后，对单链表的使用相较之前熟练了很多，但有时对指针的应用还不是很熟练，要多加练习

②在这次的实验中，对多种情况的分析没有做得很好，导致一直停留在if-else语句处，今后考虑问题要从多个方面来考虑

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