简单Clock算法

算法过程：

         简单Clock算法需要根据页面内存是否被访问来决定是否置换该页面。实际编程中，与最近最久未置换算法类似，用整型数组来表示当前每个内存页面是否被访问，其中1代表被访问过，0代表未访问过。每次置换，指针循环遍历，找出第一个访问位不为1的那个内存页面。并且在找到被置换页面之前，将所经过的所有页面内存对应的访问位置0.

在内存块初始化后，取出页面访问序列队列的队头。首先判断内存块中是否已经存在该队头页面，如果存在则直接显示内存块当前情况，相应访问位置1，指针循环下移；若不存在，循环遍历内存块，找出第一个访问位不为1的那个内存页面。并且在找到被置换页面之前，将所经过的所有页面内存对应的访问位置置0. 如果找到的内存页面不为空闲位，则将缺页数加1. 如此循环迭代，直到页面访问序列队列为空时，整个算法执行完毕。最后计算并显示缺页率。其流程图如图所示：

代码示例：

#ifndef PAGEREPLACEMENT_H#define PAGEREPLACEMENT_H#include <vector>class PageReplacement{public:PageReplacement();~PageReplacement();void run();void clock();private:void addInfo() const;private:int pages;// 虚拟内存的尺寸Pint firstPageFramePos;// 工作面的起始位置pint pageFrames;// 工作面中包含的页数eint rateM;// 工作面移动率mstd::vector<int> seqVec;// 序列号std::vector<int> mem;// 内存块};#endif// PAGEREPLACEMENT_H

#include "PageReplacement.h"#include <iostream>#include <cstdlib>#include <list>PageReplacement::PageReplacement(): mem(3, -1){this->run();}PageReplacement::~PageReplacement(){}void PageReplacement::run(){std::cout << "请输入虚拟内存尺寸P：";std::cin >> pages;std::cout << "请输入工作面的起始位置p：";std::cin >> firstPageFramePos;std::cout << "请输入工作面中包含的页数e：";std::cin >> pageFrames;std::cout << "请输入工作面移动率m：";std::cin >> rateM;std::cout << "请输入在0和1之间的值t：";std::cin >> t;for (int i = 0; i < rateM; ++i){int randomNum = (rand() % pageFrames) + firstPageFramePos;seqVec.push_back(randomNum);}std::cout << "序列号：";for (int i = 0; i < seqVec.size(); ++i){std::cout << seqVec.at(i) << " ";}std::cout << std::endl;}void PageReplacement::clock(){int nLack = 0;// 缺页数std::list<int> seqList(seqVec.begin(), seqVec.end());int nTotal = seqList.size();std::vector<int> timer(mem.size(), 0);int cursor = 0;// 当前的时钟指针while (!seqList.empty()){int head = *seqList.begin();// 去掉队头的页面seqList.pop_front();int p = 0;// 遍历内存块，找到与队头页面相等的内存块for(p ; p < mem.size(); ++p){if (mem.at(p) == head)// 如果找到，将其时钟访问位置1，时钟指针往下移{timer[p] = 1;cursor = p;cursor = (cursor + 1) % timer.size();this->addInfo();break;}}if (p == mem.size())// 如果没有找到{// 循环移动clock指针，知道找到访问位不为1的第一个内存块while (timer[cursor] == 1){timer[cursor] = 0;cursor = (cursor + 1) % timer.size();}++nLack;mem[cursor] = head;timer[cursor] = 1;cursor = (cursor + 1) % timer.size();this->addInfo();}}std::cout << "缺页率： " << (double)nLack/nTotal * 100 << "%" << std::endl;}void PageReplacement::addInfo() const{ std::cout << mem.at(0) << "    " <<  mem.at(1) << "    "  << mem.at(2) << std::endl;}