动态内存分配算法实验报告包括：实验题目，实验目的，实验要求，实验内容，实验结果，实验总结及后附有详细源代码
实验内容
1，确定定内存空闲分配表和进程内存分配表
2，采用首次适应算法完成内存空间的分配
3，采用最坏适应算法完成内存空间的分配
4，采用最佳适应算法完成内存空间的分配
5，实现内存回收功能
### 动态内存分配算法实验报告知识点解析
#### 一、实验题目与目的
- **实验题目**: 动态内存分配算法
- **实验目的**:
- 深入理解动态分区存储管理中内存分配与回收的具体实现方法。
- 掌握动态分区管理的基本原理及其在实际操作系统中的应用。
- 熟悉Windows环境下使用VC++进行程序设计的方法。
#### 二、实验要求
- 了解动态分区存储管理的概念和工作原理。
- 掌握Windows环境下使用VC++进行编程的方法和技术。
- 能够运用C/C++语言实现动态内存分配算法。
#### 三、实验内容详解
##### 1. 内存空闲分配表和进程内存分配表
- **内存空闲分配表**: 记录了系统中所有未被使用的内存空间的信息，通常包含每个空闲区域的起始地址、大小等属性。本实验中采用双向链表来存储这些信息。
- **进程内存分配表**: 记录了已经被分配给各个进程的内存空间的情况，同样包括每个分配区域的起始地址、大小等信息。
##### 2. 首次适应算法
- **定义**: 当需要分配内存时，首次适应算法从空闲列表的头部开始搜索，找到第一个足够大的空闲块，然后分配给请求者。
- **实现步骤**:
1. 从空闲链表的头部开始遍历。
2. 寻找满足大小需求的空闲块。
3. 分配该空闲块的一部分，并更新空闲链表。
4. 如果分配后的空闲块还有剩余，则将其重新插入到空闲链表中。
##### 3. 最佳适应算法
- **定义**: 当需要分配内存时，最佳适应算法会遍历整个空闲列表，选择最适合（即大小最接近请求大小）的空闲块进行分配。
- **实现步骤**:
1. 遍历空闲链表寻找合适的空闲块。
2. 选择最接近请求大小的空闲块。
3. 分配该空闲块的一部分，并更新空闲链表。
4. 如有必要，将剩余的部分重新插入到空闲链表中。
##### 4. 最坏适应算法
- **定义**: 当需要分配内存时，最坏适应算法会选择空闲列表中最大的空闲块进行分配。
- **实现步骤**:
1. 遍历空闲链表找到最大的空闲块。
2. 分配该空闲块的一部分，并更新空闲链表。
3. 如有必要，将剩余的部分重新插入到空闲链表中。
##### 5. 内存回收功能
- **功能**: 实现内存的释放功能，即将已经分配给进程的内存空间归还给系统，以便后续的内存分配操作可以再次使用这部分空间。
- **实现步骤**:
1. 从进程内存分配表中删除指定的内存块。
2. 将释放的空间加入到内存空闲分配表中。
3. 如果释放的空间与现有的某个空闲块相邻，则合并这两个空闲块。
#### 四、实验结果
实验结果显示了不同内存分配算法的实际效果。通过比较首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法的运行结果，可以直观地看到不同算法的特点以及它们对内存碎片化的影响。
#### 五、实验总结
- **首次适应算法**: 该算法简单易实现，但是可能会导致大量的小空闲块分散在整个内存中，增加寻找合适空闲块的时间。
- **最佳适应算法**: 能够有效地减少内存碎片，但每次分配都需要遍历整个空闲列表，效率较低。
- **最坏适应算法**: 可能会导致较大的空闲块被过早占用，从而限制了后续的大内存请求。
#### 六、附录——算法代码分析
代码中定义了若干结构体类型和函数，用于实现动态内存分配和回收的功能。具体来说：
- **基本数据结构**:
- `freearea`: 定义了内存空闲块的数据结构，包含分区号、大小、地址和状态等属性。
- `DuLNode`: 定义了双向链表节点的数据结构，包含了指向前后节点的指针。
- **主要函数**:
- `alloc()`: 内存分配函数，根据不同的策略调用具体的分配算法。
- `free_memory()`: 内存回收函数，根据给定的分区号和回收方法释放内存。
- `first_fit()`, `best_fit()`, `worst_fit()`: 分别实现了首次适应、最佳适应和最坏适应算法。
- `first_fit_insert()`, `best_fit_insert()`, `worst_fit_insert()`: 插入排序函数，用于维护空闲链表的顺序。
通过以上分析可以看出，本实验旨在让学生深入理解动态内存分配的基本原理，并通过实践掌握不同算法的特点及其适用场景。
