实验五 动态分区分配方式内存管理模拟

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动态分区分配方式的模拟

动态分区分配方式的模拟

动态分区分配方式的模拟动态分区分配方式是计算机中内存管理的一种重要方式。

在动态分区分配方式中,内存空间被分割为多个不同大小的分区,每个分区可以被进程占用。

当一个进程需要内存时,系统会为其分配一个适当大小的分区,进程结束后,该分区将会被释放出来供其他进程使用。

为了更好地理解动态分区分配方式的原理和实际运作,可以通过模拟的方法来观察和分析。

下面是一个简单的动态分区分配方式的模拟过程:假设我们有一块容量为6400KB的内存,要模拟分配4个进程的情况。

这4个进程的内存需求分别是1000KB,2000KB,500KB和300KB。

首先,我们可以将内存划分为几个分区,每个分区的大小根据需要进行调整。

可以设置整块内存为一块分区(大小为6400KB),或者划分成多个较小的分区。

由于这里有4个进程需要分配内存,我们可以为它们设置4个分区,分别为P1,P2,P3和P41.初始状态:内存:[6400KB](未分配)进程:P1,P2,P3,P4(空)2.分配P1:内存:[1000KB](P1)、[5400KB](未分配)进程:P1,P2,P3,P4P1占用了1000KB的内存,剩余空间为5400KB。

3.分配P2:内存:[1000KB](P1)、[2000KB](P2)、[3400KB](未分配)进程:P1,P2,P3,P4P2占用了2000KB的内存,剩余空间为3400KB。

4.分配P3:内存:[1000KB](P1)、[2000KB](P2)、[500KB](P3)、[2900KB](未分配)进程:P1,P2,P3,P4P3占用了500KB的内存,剩余空间为2900KB。

5.分配P4:内存:[1000KB](P1)、[2000KB](P2)、[500KB](P3)、[300KB](P4)、[2600KB](未分配)进程:P1,P2,P3,P4P4占用了300KB的内存,剩余空间为2600KB。

在模拟的过程中,我们可以看到进程在内存中的分配情况和未分配内存的变化。

动态分区管理实验报告

动态分区管理实验报告

实验五动态分区管理模拟实验报告关键问题:写一动态分区管理程序,使其内存分配采用最优适应分配算法。

设计思路:在空闲分区链中找最适合的空闲块,使内存碎片尽量的减少!根据最佳适应算法原理,在内存分配函数ffallocation()中,增加记录适合空白块的标记sp,然后拿当前空白块fp减去后jl的后的大小和它后面的另一空白块sp减去jl的大小相比较。

如果前者大于后者,且后者的空白区大于jl的大小,则当前空白块为sp,否则继续往后比较,直到空闲分区链末尾!则当前空白块为最适合的空白块!然后就把当前空白块分配给作业。

其他部分的代码与实例相同!实现的关键代码://------------------------------------------------------------------- //有两个链:空白块链及作业链.空白块链描述空白块,链首指针freep,初始为一大块空白块.//作业链按从高址到低址的顺序链接,链首指针jobp//为作业jn分配jl大小内存,起始地址为javoid ffallocation(int jl,char jn[10],int* ja){mat* jp=NULL;//作业链当前节点mat* jp2=NULL;//新的作业节点mat* jp1=NULL;//freearea* fp=NULL;//当前空白块//修改部分 freearea* sp;//记录适合的空白块int i;*ja=-1;if (totalfree<jl) //剩余空间大小不能满足作业要求return;*ja=0;fp=freep;//取空白块链首块,将顺着链寻找第一块满足作业要求的块。

sp=freep;while (fp!=NULL){if (fp->freesize<jl){fp=fp->next;//当前空白块大小不满足要求sp=sp->next;}else //将当前空白块分配给作业{/*当当前空白块fp与它的下一块空白块sp相比较,如果它减去jl后大于下一空白块sp减去jl,且下一空白块sp大于等于jl,则当前空白块为sp;否则sp继续往后查找,直到空闲块查找完毕,然后当前空闲块为所要查找的适合空闲块!*/while(sp!=NULL){if((fp->freesize-jl>sp->freesize-jl)&(sp->freesize>=jl)){fp=sp;}else{sp=sp->next;}}// jobnumber++;totalfree=totalfree-jl;jp2=new mat;//申请一块作业节点空间//在节点上登记为该作业分配的内存空间// for (i=0;i<10;i++) (jp2->jobname)[i]=' ';i=-1;while(jn[++i])(jp2->jobname)[i]=jn[i];(jp2->jobname)[i]='\0';jp2->joblength=jl;jp2->jobaddress=fp->freeaddress;//登记该作业的起始地址*ja=jp2->jobaddress;//将节点jp2插入作业链jobp,按高址到低址的顺序。

动态内存分区分配方式模拟

动态内存分区分配方式模拟

“计算机操作系统”课程设计实验报告动态内存分区分配方式模拟学生姓名专业名称学号目录1 题目要求 (1)2 设计思想 (1)3 数据定义 (2)4 处理流程 (3)5 源程序 (6)6 运行结果 (15)7 设计体会 (22)动态内存分区分配方式模拟1题目要求假设初始态下,可用内存空间为640K,并有下列请求序列,请分别用首次适应算法和最佳适应算法为作业分配和回收内存块,并显示出每次分配和回收后的空闲分区链的情况来以及内存占用情况图。

作业1申请130K作业2申请60K作业3申请100k作业2释放60K作业4申请200K作业3释放100K作业1释放130K作业5申请140K作业6申请60K作业7申请50K作业6释放60K2设计思想根据题目要求,要用首次适应算法和最佳适应算法分别实现内存的动态分区,因此先介绍一下这两种算法的基本思想:首次适应算法中,空闲分区链是按地址递增的次序链接的,当要分配内存空间时,就查表,在各空闲分区中查找满足大小要求的可用块,只要找到第一个足以满足要求的空间就停止查找,并把它分配出去,如果该空闲空间与所需空间大小一样,则将该分区的状态改为1,即已被分配,若还有剩余,则将剩余空间重新划为一个空闲分区,有新的起始地址,状态为0。

最佳适应算法的空闲链是按照空闲块的大小为序、按增量方式排列的,即小块在前,大块在后,它在满足需要的前提下,尽量分配最小的空闲块,这样每次查找分配时第一次找到的能满足要求的必然的最佳的,若空闲空间大小与要分配的大小相差不多时,可直接将其状态改为1即可,若有剩余,则将剩余空闲空间重新划分为一个空闲区,并根据空闲区的大小对链表进行重新排序。

首次适应算法的回收过程相对简单,因为分区链是按照地址顺序链接的,因此释放内存时只需要判断要释放的分区前后是否也为空闲区,然后根据情况看是要跟前边或后边或前后都合并为一个大的空闲区,如果前后分区都已分配,则直接将该分区状态改为0即可。

动态分区分配方式的模拟实验原理说明

动态分区分配方式的模拟实验原理说明

动态分区分配方式的模拟实验原理说明一、引言动态分区分配方式是操作系统中的一种内存管理方式,它将内存分为若干个不同大小的分区,根据进程的需求动态地分配内存。

在实际应用中,动态分区分配方式广泛应用于多任务操作系统中,如Windows、Linux等。

本文将介绍动态分区分配方式的模拟实验原理。

二、动态分区分配方式的基本原理动态分区分配方式是指在内存空间中按照进程需要划分出若干个不同大小的空间块,每个空间块可以被一个进程占用。

当有新进程需要内存时,操作系统会在空闲的空间块中选择一个大小合适的空间块给该进程使用。

当进程结束时,该进程所占用的空间块就会被释放出来,成为空闲块。

三、模拟实验环境搭建为了模拟动态分区分配方式,我们需要搭建一个虚拟机环境。

首先需要安装一款虚拟机软件(如VMware Workstation),然后安装一个操作系统(如Windows)。

接下来,在虚拟机中安装Visual Studio等开发工具。

四、模拟实验步骤1.设计数据结构为了方便管理内存空间,我们需要设计一种数据结构来存储内存块的信息。

我们可以使用链表来实现这一功能,每个节点表示一个内存块,包括该内存块的起始地址、大小以及状态(已分配或未分配)等信息。

2.初始化内存空间在模拟实验中,我们需要初始化一段虚拟内存空间。

我们可以使用一个数组来表示整个内存空间,并将其划分为若干个大小不同的空间块。

同时,我们需要将这些空间块的信息存储到链表中。

3.模拟进程请求内存在模拟实验中,我们需要模拟多个进程同时请求内存的情况。

当一个进程请求内存时,操作系统会根据其所需的内存大小,在空闲的空间块中选择一个合适的块分配给该进程,并将该块标记为已分配状态。

4.模拟进程释放内存当一个进程结束时,它所占用的内存块就会被释放出来,成为空闲块。

此时操作系统会更新链表信息,并将该块标记为未分配状态。

5.显示当前内存使用情况在模拟实验过程中,我们需要不断地显示当前的内存使用情况。

动态分区管理的主存分配模拟设计--最先适应法、最优适应法

动态分区管理的主存分配模拟设计--最先适应法、最优适应法

课程设计题目动态分区管理的主存分配模拟设计--最先适应法、最优适应法学院计算机科学与技术学院专业计算机科学与技术专业班级姓名指导教师2011 年01 月18 日课程设计任务书学生姓名:专业班级:计算机指导教师:工作单位:计算机科学与技术学院题目: 动态分区管理的主存分配模拟设计--最先适应法、最优适应法初始条件:1.预备内容:阅读操作系统的内存管理章节内容,理解动态分区的思想,并体会各分配算法的具体实施方法。

2.实践准备:掌握一种计算机高级语言的使用。

要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.采用指定算法模拟动态分区管理方式的主存分配。

能够处理以下的情形:⑴随机出现的进程i申请jKB内存,程序能判断是否能分配,如果能分配,要求输出分配的首地址Faddress,并要求输出内存使用情况和空闲情况。

内存情况输出的格式为:Faddress该分区的首地址;Eaddress该分区的尾地址Len 分区长度;Process 如果使用,使用的进程号,否则为0⑵主存分配函数实现寻找空闲区、空闲区表的修改、已分配区表的修改功能;2.设计报告内容应说明:⑴课程设计目的与功能;⑵需求分析,数据结构或模块说明(功能与框图);⑶源程序的主要部分;⑷运行结果与运行情况分析;⑸自我评价与总结:i)你认为你完成的设计哪些地方做得比较好或比较出色;ii)什么地方做得不太好,以后如何改正;iii)从本设计得到的收获(在编写,调试,执行过程中的经验和教训);iv)完成本题是否有其他的其他方法(如果有,简要说明该方法);v)对实验题的评价和改进意见,请你推荐设计题目。

时间安排:设计安排一周:周1、周2:完成程序分析及设计。

周2、周3:完成程序调试及测试。

周4、周5:验收、撰写课程设计报告。

(注意事项:严禁抄袭,一旦发现,抄与被抄的一律按0分记)指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日动态分区管理的主存分配模拟设计--最先适应法、最优适应法1.目的与功能采用指定算法模拟动态分区管理方式的主存分配。

实验五动态分区分配算法的模拟

实验五动态分区分配算法的模拟

实验五动态分区分配算法的模拟为了更好地理解动态分区分配算法的工作原理,我们可以进行一次模拟实验。

在实验中,我们将模拟一个内存分区,并使用动态分区分配算法来管理这些分区。

首先,让我们定义一个内存大小为1000字节的分区。

我们假设这个内存中包含几个已分配的分区和几个空闲的分区。

我们使用首次适应算法来进行分区的首次适应分配。

首先,我们将整个内存空间标记为空闲状态,并创建一个初始的空闲链表。

我们假设初始时只有一个空闲分区,大小为1000字节,起始地址为0。

现在,假设有一个进程请求分配一个250字节大小的内存空间。

我们首先检查空闲链表,找到一个大小大于等于250字节的空闲分区。

在这种情况下,我们发现第一个空闲分区的大小是1000字节,所以我们将它拆分成250字节的已分配分区和750字节的空闲分区。

我们在已分配分区上标记一个进程编号,并将空闲分区加入空闲链表。

接下来,假设我们的进程需要申请500字节的内存空间。

在这种情况下,我们需要查找一个大小大于等于500字节的空闲分区。

我们发现第一个可用的空闲分区大小是750字节,我们将它拆分为已分配的500字节和剩余的250字节的空闲分区。

然后,我们假设有进程释放了先前分配的250字节的内存空间。

当一个进程释放分配的内存空间时,我们需要合并相邻的空闲分区。

在这种情况下,释放的分区位于地址0,大小为250字节,并且其下一个分区是地址500,大小为500字节的空闲分区。

因此,我们将这两个分区合并为一个大小为750字节的空闲分区。

接下来,我们假设另一个进程将请求600字节的内存空间。

根据首次适应算法,我们将在第一个满足条件的空闲分区进行分配。

在这种情况下,我们将分配200字节的空闲分区和分配400字节的空闲分区拆分为600字节的已分配分区和空闲分区。

最后,假设一个进程请求200字节的内存空间。

根据首次适应算法,我们在第一个满足条件的空闲分区进行分配。

在这种情况下,我们将250字节的空闲分区拆分为200字节的已分配分区和50字节的空闲分区。

实验五 动态分区分配算法的模拟

实验五 动态分区分配算法的模拟

实验五动态分区分配算法的模拟一、实验目的1、加深操作系统内存管理过程的理解2、掌握内存分配算法的基本应用二、实验任务请同学们用C/C++实现一个完整的(可变)动态分区管理器,包括分配,回收,分区碎片整理等。

希望同学们实现如下功能:n 初始化功能:内存状态设置为初始状态。

n 分配功能:要求至少使用两种算法,用户可以选择使用。

n 回收功能:n 空闲块的合并:即紧凑功能,用以消除碎片。

当做碎片整理时,需要跟踪分配的空间,修改其引用以保证引用的正确性。

n 显示当前内存的使用状态,可以使用表格或图形。

三、实验指导1.基本思想动态分区是指系统不预先划分固定分区,而是在装入程序的时候划分内存区域,使得为程序分配的分区大小恰好等于该程序的需求量,且分区的个数是动态的。

显然动态分区有较大的灵活性,较之固定分区能获得好的内存利用率。

2.数据结构动态分区管理可以用两种数据结构实现,一种是已分配区表和空闲区表,也就是用预先定义好的系统空间来存放空间分配信息。

另一种也是最常用的就是空闲链表,由于对分区的操作是动态的,所以很难估计数据结构所占用的空间,而且空闲区表会占用宝贵的系统空间,所以提出了空闲链表的概念。

其特点是用于管理分区的信息动态生成并和该分区在物理地址上相邻。

这样由于可以简单用两个空闲块之间的距离定位已分配空间,不仅节约了系统空间,而且不必维持已分配空间的信息。

本实验是要做一个模拟程序,来模拟动态分区算法的分配和回收过程,并不是真正的去分配和回收内存。

基本的模拟方法有两种:1、先从内存中申请一块存储区,对这块存储区进行模拟的分配和回收活动。

2、不申请存储区,自己定义一块虚拟的存储区,对这块存储区进行模拟的分配和回收活动,分配和回收仅仅是对数据结构的修改而已。

程序代码:#include<iostream>using namespace std;int FreePartition[100];//空闲分区块数组int FirstPartition[100];//首次适应算法数组int CycleFirstPartition[100];//循环首次适应算法数组int BestPartition[100];//最佳适应算法数组int WorstPartition[100];//最坏适应算法数组int ProcessNeed[100];//每个作业的大小int PartitionNum,ProcessNum;//分区块数,作业数//首次适应算法void First(){int i,j;char str;for(i=0;i<PartitionNum;i++){FirstPartition[i]=FreePartition[i];}for(i=0;i<ProcessNum;i++)//找出第一块满足作业的分区for(j=0;j<PartitionNum;j++){if(ProcessNeed[i]>FirstPartition[j])continue;else{FirstPartition[j]-=ProcessNeed[i];//找到后把分区大小减去作业的大小 ? ? ? ? ? ? ?str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl;break;}}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况:"<<endl;?for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<FirstPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}//循环首次适应算法void CycleFirst(){int i,j=1;char str;for(i=0;i<PartitionNum;i++){CycleFirstPartition[i]=FreePartition[i];}for(i=0;i<ProcessNum;i++)//for(j=0;j<PartitionNum;j++){j=j-1;while(j<PartitionNum)if(ProcessNeed[i]>CycleFirstPartition[j])//continue;j++;else{CycleFirstPartition[j]-=ProcessNeed[i];str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl; break;}//j++;//cout<<j<<" ";if(j==PartitionNum && i!=ProcessNum){i=-1;}}}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况:"<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<CycleFirstPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}//最佳适应算法void Best(){int i,j,k;char str;?for(i=0;i<PartitionNum;i++){BestPartition[i]=FreePartition[i];}for(i=0;i<ProcessNum;i++){k=0;for(j=0;j<PartitionNum;j++){//cout<<BestPartition[j]<<" ? "<<ProcessNeed[i]<<endl; if(BestPartition[j]>=ProcessNeed[i]){break;}}for(int n=0;n<PartitionNum;n++){if(BestPartition[n]<BestPartition[k] && BestPartition[n]>=ProcessNeed[i])//找最佳的 k=n;}BestPartition[k]-=ProcessNeed[i];str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl;}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况:"<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<BestPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}//最坏适应算法void Worst(){int i,j,k;char str;for(i=0;i<PartitionNum;i++){WorstPartition[i]=FreePartition[i];}for(i=0;i<ProcessNum;i++){k=0;for(j=0;j<PartitionNum;j++){if(WorstPartition[j]>WorstPartition[k])//找到最大的分区k=j;}WorstPartition[k]-=ProcessNeed[i];str='A'+i;cout<<"作业"<<str<<"在第"<<j+1<<"块分区中"<<endl;}cout<<endl;cout<<"分配之后剩余情况:"<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cout<<WorstPartition[i]<<" ";cout<<endl<<endl;}void main(){int i;cout<<"输入分区块数:"<<endl;cin>>PartitionNum;cout<<"输入每个分区的大小:"<<endl;for(i=0;i<PartitionNum;i++)cin>>FreePartition[i];cout<<"输入作业数:"<<endl;cin>>ProcessNum;cout<<"输入每个作业的大小:"<<endl;for(i=0;i<ProcessNum;i++)cin>>ProcessNeed[i];cout<<"------------首次适应算法-----------------"<<endl; First();cout<<"------------循环首次适应算法-------------"<<endl; ?CycleFirst();cout<<"------------最佳适应算法-----------------"<<endl; Best();cout<<"------------最坏适应算法-----------------"<<endl; Worst();}。

实验五-动态分区存储管理

实验五-动态分区存储管理

实验五动态分区存储管理一、实验目的深入了解采用动态分区存储管理方式的内存分配回收的实现。

通过编写和调试存储管理的模拟程序以加深对存储管理方案的理解,熟悉动态分区存储管理的内存分配和回收。

二、实验内容编写程序完成动态分区存储管理方式的内存分配回收。

具体包括:确定内存空间分配表;采用最优适应算法完成内存空间的分配和回收;编写主函数对所做工作进行测试。

三、设计思路整体思路:动态分区管理方式将内存除操作系统占用区域外的空间看成一个大的空闲区。

当作业要求装入内存时,根据作业需要内存空间的大小查询内存中的各个空闲区,当从内存空间中找到一个大于或等于该作业大小的内存空闲区时,选择其中一个空闲区,按作业需求量划出一个分区装人该作业,作业执行完后,其所占的内存分区被收回,成为一个空闲区。

如果该空闲区的相邻分区也是空闲区,则需要将相邻空闲区合并成一个空闲区。

设计所采用的算法:采用最优适应算法,每次为作业分配内存时,总是把既能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业。

但最优适应算法容易出现找到的一个分区可能只比作业所需求的长度略大一点的情行,这时,空闲区分割后剩下的空闲区就很小以致很难再使用,降低了内存的使用率。

为解决此问题,设定一个限值minsize,如果空闲区的大小减去作业需求长度得到的值小于等于minsize,不再将空闲区分成己分分区和空闲区两部分,而是将整个空闲区都分配给作业。

内存分配与回收所使用的结构体:为便于对内存的分配和回收,建立两张表记录内存的使用情况。

一张为记录作业占用分区的“内存分配表”,内容包括分区起始地址、长度、作业名/标志(为0时作为标志位表示空栏目);一张为记录空闲区的“空闲分区表”,内容包括分区起始地址、长度、标志(0表空栏目,1表未分配)。

两张表都采用顺序表形式。

关于分配留下的内存小碎片问题:当要装入一个作业时,从“空闲分区表”中查找标志为“1”(未分配)且满足作业所需内存大小的最小空闲区,若空闲区的大小与作业所需大小的差值小于或等于minsize,把该分区全部分配给作业,并把该空闲区的标志改为“0”(空栏目)。

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实验五动态分区分配方式内存管理模拟
一、实验目的
1)掌握连续分配方式内存管理理论
2)掌握动态分区分配方式内存管理理论
二、实验原理
动态分区分配:根据进程的实际需要,动态地创建分区为之分配内存空间,在实现动态分区分配时,将涉及分区分配中所使用的数据结构,分区分配算法和分区的分配与回收操作等问题。

1)分区分配中的数据结构
•空闲分区表:一个数据表,用于记录每个空闲块的情况,如起始地址、大小、使用情况等;
•空闲分区链表:把所有的空闲分区链接成一个链表,便于内存空间查看与分配回收。

2)分配算法
•首次适应法:空闲分区按首地址递增次序组织,每次查找时从链首出发,寻找满足要求的内存块。

•循环首次适应算法:空闲分区按首地址递增次序组织,每次从上次查找的下一个空闲块开始查找,直到找到满足要求的内存块。

•最佳适应法:空闲分区按空闲分区大小址递增次序组织,每次查找时从链首出发,寻找满足要求的最小内存块进行分配。

•最坏适应法:空闲分区按空闲分区大小递减次序组织,每次查找时直接判断最大空闲分区是否满足要求。

3)内存分配过程
利用分配算法找到满足要求的内存块,设请求的内存大小为size:
•若找到的空闲分区的大小等于size,完全分配;
•若找到的空闲分区大小大于size,且一分为二后,剩余大小小于1K,则不再分割,作为整体进行分配;否则一分为二,剩余部分仍然作为空闲分区存在;
•若无满足要求空闲分区,则分配失败
4)内存回收
根据释放区首址和大小,查找空闲分区表/链表,判断是否有相邻的空闲分区存在:
•释放区与前空闲区相邻:将释放区与前空闲区合并为一个空闲区。

其首址仍为前空闲区首址,大小为释放区大小与空闲区大小之和。

•释放区与前后两个空闲区相邻:将这三个区合为一个空闲区,其首址为前空闲区首址,大小为这三个区大小之和,并取消原后空闲区表目。

•释放区与后空闲区相邻:则把释放区合并到后空闲,首地址为释放区首地址,大小为二者大小之和。

•释放区不与任何空闲区相邻:将释放区作为一个空闲区,将其大小和首址插入到空闲区表的适当位置。

三、实验内容
要求编写一个动态分区分配管理程序实现一块模拟内存空间的管理,包括内存分配与回收功能。

具体要求完成功能:
1)模拟实现64M内存空间的管理
2)设计内存分配结构,记录内存使用情况
3)设计内存分配算法(首次适应法、最佳适应法、最坏适应法或循环首次适应
法,任选一个)
4)设计内存回收算法(考虑相邻空间的合并)
5)可动态显示内存分区状况
四、实验要求
1)实验数据可以设计要求:至少完成10次以上内存分配、5次以上内存回收(其
中分配与回收需要混合进行,且回收过程中至少涉及2次以上内存合并处理)
2)实验工具不限
3)实验学时4学时
4)实验报告包含:
•实验目的、实验要求
•实验数据
•相关数据结构设计说明
•算法思路流程
•算法各数据运行结果截图。

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