python 关于银行家算法（banker）

Question

请根据提供的python代码完善银行家算法，本代码现在能够根据提供MAX举证和allocation矩阵计算得到need矩阵，现在需要的功能如果系统处于安全状态，则打印安全序列，不行的话则打印该系统是不安全的状态。请不要直接从网上粘贴源代码来使用，会进行代码查重，请使用自己的方法去完成。希望能够添加注释。不使用numpy

p指的是进程的数量，r指的是资源的数量，ar指的是每个资源的可用资源数量
使用我图片上数列
安全序列的答案应该是1,3,4,0,2 或者1,3,4,2,0

Answer 1

基于Monster 组和GPT的调写：
以下是基于提供的银行家算法代码的完整实现，包括计算安全状态和打印安全序列等功能：

p = 5  # 进程数量
r = 3  # 资源种类数量
ar = [10, 5, 7]  # 各资源总数

# 最大需求矩阵
max_matrix = [
    [7, 5, 3],
    [3, 2, 2],
    [9, 0, 2],
    [2, 2, 2],
    [4, 3, 3]
]

# 分配矩阵
alloc_matrix = [
    [0, 1, 0],
    [2, 0, 0],
    [3, 0, 2],
    [2, 1, 1],
    [0, 0, 2]
]

# 需求矩阵
need_matrix = []
for i in range(p):
    need_matrix.append([0] * r)
    for j in range(r):
        need_matrix[i][j] = max_matrix[i][j] - alloc_matrix[i][j]

# 可用资源向量
avail_vector = []
for j in range(r):
    avail_vector.append(ar[j] - sum(alloc_matrix[i][j] for i in range(p)))

# 安全检查函数
def is_safe(need_matrix, alloc_matrix, avail_vector, safe_seq):
    # 初始化工作
    work = avail_vector.copy()
    finish = [False] * p

    # 找到一个安全序列
    while True:
        # 找到可以满足当前需求的进程
        found = False
        for i in range(p):
            if not finish[i] and all(need_matrix[i][j] <= work[j] for j in range(r)):
                found = True
                break

        # 如果找不到这样的进程，则退出循环
        if not found:
            break

        # 满足进程需求并释放资源
        for j in range(r):
            work[j] += alloc_matrix[i][j]
        finish[i] = True
        safe_seq.append(i)

    # 如果所有进程都在安全序列中，则系统安全
    if all(finish):
        return True
    else:
        return False

# 执行安全检查并输出结果
safe_seq = []
if is_safe(need_matrix, alloc_matrix, avail_vector, safe_seq):
    print("安全序列：", end="")
    for i in safe_seq:
        print(i, end=" ")
else:
    print("不安全的状态")

代码计算出了需要矩阵 need_matrix，然后使用银行家算法的流程来检查系统是否处于安全状态。在银行家算法中，首先将可用资源向量 work 初始化为可用资源的数量，所有进程的完成状态 finish 初始化为 False，安全序列 safe_sequence 初始化为空列表。然后不断循环，直到找不到满足条件的进程为止。在每次循环中，遍历所有未完成的进程，如果进程 i 的需求小于等于可用资源，则将其加入安全序列，并将其所需的资源释放出来。如果找不到满足条件的进程，则退出循环。最后检查所有进程是否都能够完成，如果是，则打印安全序列；否则，打印系统处于不安全状态。