C语言位示图实现磁盘空间管理：模拟连续和离散分配

简介

在操作系统中，磁盘空间管理是一项至关重要的任务。位示图提供了一种有效且简单的方法来跟踪磁盘空间的使用情况。本文将探讨如何使用C语言实现位示图，以模拟连续和离散分配策略。

什么是位示图？

位示图是一个位数组，其中每个位表示磁盘上的一个盘块。如果一个位被设置为1，则表示该盘块已被分配；如果一个位被设置为0，则表示该盘块为空闲。

C语言实现c#include <stdio.h>#include <stdlib.h>

#define MAX_ROW 100 // 最大行数#define MAX_COL 100 // 最大列数

int bitmap[MAX_ROW][MAX_COL]; // 位示图数组int row, col; // 行数和列数

// 初始化位示图void init_bitmap() { printf('请输入位示图的行数和列数（以空格分隔）：'); scanf('%d %d', &row, &col); if (row > MAX_ROW || col > MAX_COL) { printf('超过最大行数或列数！ '); exit(1); } printf('请输入位示图的初始状态（0表示空闲，1表示已分配）： '); for (int i = 0; i < row; i++) { for (int j = 0; j < col; j++) { scanf('%d', &bitmap[i][j]); } }}

// 显示位示图void show_bitmap() { printf('当前位示图状态： '); for (int i = 0; i < row; i++) { for (int j = 0; j < col; j++) { printf('%d ', bitmap[i][j]); } printf(' '); }}

// 连续分配盘块int allocate_contiguous(int size) { int start = -1; // 连续空闲区的起始位置 int count = 0; // 连续空闲区的长度 for (int i = 0; i < row; i++) { for (int j = 0; j < col; j++) { if (bitmap[i][j] == 0) { // 如果当前位置为空闲 if (start == -1) { // 如果是第一个空闲位置 start = j; // 记录起始位置 } count++; // 连续空闲区长度增加 if (count == size) { // 如果连续空闲区长度达到要求 for (int k = start; k < start + size; k++) { bitmap[i][k] = 1; // 修改位示图 } return start; // 返回起始位置 } } else { // 如果当前位置已分配 start = -1; // 连续空闲区起始位置重置 count = 0; // 连续空闲区长度重置 } } start = -1; // 连续空闲区起始位置重置 count = 0; // 连续空闲区长度重置 } return -1; // 分配失败，返回-1}

// 离散分配盘块int allocate_dispersed(int size) { int count = 0; // 空闲位置计数器 int pos[size]; // 空闲位置数组 for (int i = 0; i < row; i++) { for (int j = 0; j < col; j++) { if (bitmap[i][j] == 0) { // 如果当前位置为空闲 pos[count++] = i * col + j; // 记录空闲位置 if (count == size) { // 如果空闲位置数达到要求 for (int k = 0; k < size; k++) { int r = pos[k] / col; // 计算行号 int c = pos[k] % col; // 计算列号 bitmap[r][c] = 1; // 修改位示图 } return pos[0]; // 返回第一个空闲位置 } } } } return -1; // 分配失败，返回-1}

// 回收盘块void recycle_blocks() { printf('请选择回收方式（1：按文件回收，2：按盘块回收）：'); int choice; scanf('%d', &choice); if (choice == 1) { // 按文件回收 printf('请输入要回收的文件占用的盘块号（以空格分隔）：'); int start, size; scanf('%d %d', &start, &size); if (start < 0 || start >= row * col || size <= 0) { printf('盘块号或大小不合法！ '); return; } int r = start / col; // 计算起始位置的行号 int c = start % col; // 计算起始位置的列号 for (int i = r; i < r + size; i++) { for (int j = 0; j < col; j++) { bitmap[i][j] = 0; // 修改位示图 } } printf('回收成功！ '); } else if (choice == 2) { // 按盘块回收 printf('请输入要回收的盘块号（以空格分隔）：'); int block; scanf('%d', &block); if (block < 0 || block >= row * col) { printf('盘块号不合法！ '); return; } int r = block / col; // 计算行号 int c = block % col; // 计算列号 if (bitmap[r][c] == 0) { // 如果该盘块已空闲 printf('该盘块已空闲！ '); return; } bitmap[r][c] = 0; // 修改位示图 printf('回收成功！ '); } else { printf('选择不合法！ '); }}

int main() { init_bitmap(); show_bitmap(); int choice; do { printf('请选择操作（1：分配盘块，2：回收盘块，0：退出）：'); scanf('%d', &choice); switch (choice) { case 1: { printf('请选择分配方式（1：连续分配，2：离散分配）：'); int method; scanf('%d', &method); printf('请输入要分配的盘块数：'); int size; scanf('%d', &size); int start; if (method == 1) { start = allocate_contiguous(size); } else if (method == 2) { start = allocate_dispersed(size); } else { printf('选择不合法！ '); break; } if (start == -1) { printf('分配失败！ '); } else { printf('分配成功！分配的盘块号为：'); for (int i = start; i < start + size; i++) { printf('%d ', i); } printf(' '); show_bitmap(); } break; } case 2: { recycle_blocks(); show_bitmap(); break; } case 0: { printf('退出程序！ '); break; } default: { printf('选择不合法！ '); break; } } } while (choice != 0); return 0