基于优先级的时间片轮转调度算法（C语言实现）-创新互联

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创新互联公司是创新、创意、研发型一体的综合型网站建设公司，自成立以来公司不断探索创新，始终坚持为客户提供满意周到的服务，在本地打下了良好的口碑，在过去的十多年时间我们累计服务了上千家以及全国政企客户，如会所设计等企业单位，完善的项目管理流程，严格把控项目进度与质量监控加上过硬的技术实力获得客户的一致赞赏。基于优先级的时间片轮转调度算法 1. PCB结构（Block）

pcb

由此定义如下结构体：

typedef struct Block
{int processID; // 进程号
    int priority; // 优先级
    int status; // 状态
    double arrivalTime; // 到达时间
    double serviceTime; // 服务时间
    double runTime; // 已运行时间
    struct Block *next; // Next Block
} Block;

2. 数据结构（队列）

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typedef struct Link
{struct Block *first;  // 指向队头
    struct Block *last;   // 指向队尾
} Link;

队列操作函数：

initLink：初始化队列

void initLink(Link *l)
{// 分配空间并检测是否成功
    l->first = l->last = (Block *)malloc(sizeof(Block));
    if (!l->first)
    {fprintf(stderr, "Malloc Error!\n");
        exit(-1);
    }
    // 空队列
    l->first->next = NULL;
    l->last->next = NULL;
}

isEmpty：判断队列是否为空

int isEmpty(Link *l)
{return l->first->next == NULL? 1: 0;
}

printLInk：输出队列中所有元素的信息

void printLink(Link *l)
{Block *p = l->first->next;
    // 遍历队列并输出
    printf ("\nProcess ID\tPriority\tArrival Time\tService Time\tRun Time\tStatus\n");
    while (p != NULL)
    {printf("\t%d\t%d\t\t%.2lf\t\t%.2lf\t\t%.2lf\t\t%s\n", \
            p->processID, p->priority, p->arrivalTime, \
            p->serviceTime, p->runTime, p->status == 0? "ready": "finished");
        p = p->next;
    }
}

removeFirst：将队列中第一个元素中的数据复制到给定参数中（用于返回），并删除

void removeFirst(Link *l, Block *b)
{Block *t;
    // 空队列则直接返回
    if (isEmpty(l))
    {return ;
    }
    // t指向第二个Block，用于之后将队列接上
    t = l->first->next->next;
    // 将第一个Block中的内容复制到b中，用于返回
    b->processID = l->first->next->processID;
    b->priority = l->first->next->priority;
    b->arrivalTime = l->first->next->arrivalTime;
    b->serviceTime = l->first->next->serviceTime;
    b->runTime = l->first->next->runTime;
    b->status = l->first->next->status;
    // 释放第一个Block，并把队列接上
    free (l->first->next);
    l->first->next = t;
}

append：将新的元素添加到队尾

void append(Link *l, Block *b)
{Block *t;
    // 分配空间，并检测是否成功
    t = (Block *)malloc(sizeof(Block));
    if (t == NULL)
    {fprintf(stderr, "Malloc Error!\n");
        exit(-1);
    }
    // 将b中的内容复制到t中
    t->processID = b->processID;
    t->priority = b->priority;
    t->arrivalTime = b->arrivalTime;
    t->serviceTime = b->serviceTime;
    t->runTime = b->runTime;
    t->status = b->status;
    // 将t接到队尾
    t->next = NULL;
    l->last->next = t;
    l->last = t;
}

deleteLinkItem：删除队列中指定的元素

void deleteLinkItem(Link *l, Block *target)
{Block *p, *t;
    // 遍历队列，寻找目标Block
    p = l->first;
    while (p != NULL && p != target)
    {t = p;
        p = p->next;
    }
    // 若存在，则释放
    if (p != NULL)
    {t->next = p->next;
        free(p);
    }
}

sortByArrivalTime：根据进程到达时间将队列排序（从小到大）

void sortByArrivalTime(Link *l, int order)
{Block *p, *q, *tp, *tq;
    Block *temp, *min, *tmin;
    int minArrivalTime;
    // 这里使用了选择排序
    tp = tq = l->first;
    p = q = l->first->next;
    while (p != NULL)
    {// 这个数字可以修改的大一点。。。
        minArrivalTime = 9999;
        while (q != NULL)
        {// 寻找最小到达时间的Block
            if (q->arrivalTime< minArrivalTime)
            {minArrivalTime = q->arrivalTime;
                tmin = tq;
                min = q;
            }
            tq = q;
            q = q->next;
        }
        // 若寻找的Block与当前Block不是同一个则交换
        if (p != min)
        {tp->next = min;
            tmin->next = p;
            temp = min->next;
            min->next = p->next;
            p->next = temp;
        }
        tp = tq = p;
        p = q = p->next;
    }
}

3. 基于优先级的时间片轮转调度算法

流程图

流程图

算法

void RR(Link *l, Link *r)
{Block *p, *t;
    double maxPriority;
    double currentTime = 0;
    int selected, timeSlice;
    // 种下随机种子
    srand((unsigned)time(NULL));
    // 遍历队列
    t = p = l->first->next;
    while (p != NULL)
    {// 输出在当前时间已到达的进程Block信息
        printf ("\nProcess ID\tPriority\tArrival Time\tService Time\tRun Time\tStatus\n");
        selected = 0;
        maxPriority = 9999;
        while (p != NULL && currentTime >= p->arrivalTime)
        {selected = 1;
            printf("\t%d\t%d\t\t%.2lf\t\t%.2lf\t\t%.2lf\t\t%s\n", \
                p->processID, p->priority, p->arrivalTime, \
                p->serviceTime, p->runTime, p->status == 0? "ready": "finished");
            // 寻找优先级最高的进程
            if (p->priority< maxPriority)
            {maxPriority = p->priority;
                t = p;
            }
            p = p->next;
        }
        // 生成随机时间片
        timeSlice = rand() % 10;
        if (selected)
        {// 运行进程（模拟）
            printf("Current time: %.0lf, Selected process: %d\n", currentTime, t->processID);
            t->runTime += timeSlice;
            t->priority += 2;
            // 若进程已经结束，则将该进程添加到完成队列，并从当前队列中删除
            if (t->runTime >= t->serviceTime)
            {t->status = 1;
                currentTime += t->serviceTime - (t->runTime - timeSlice);
                t->runTime = t->serviceTime;
                append(r, t);
                deleteLinkItem(l, t);
            }
        }
        else
        {currentTime += timeSlice;
        }
        // 打印完成队列
        printLink(r);
        t = p = l->first->next;
    }
}

4. 测试与结果

测试数据

测试数据

测试结果

5.项目结构图

项目结构图

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