2017校招 360 笔试题 编程题 内存管理

内存管理 
时间限制：C/C++语言 1000MS；其他语言 3000MS 
内存限制：C/C++语言 65536KB；其他语言 589824KB 
题目描述： 
物联网技术的蓬勃发展，各种传感器纷纷出现。小B所在的项目组正在开发一个物联网项目，她们在研究设计一种新的传感器。这种传感器有自己的基本处理单元，具有一定的自主性，能够进行简单的数据收集、处理、存储和传输。为降低系统功耗并保证系统可靠性和可控性，他们要对内存进行基本的管理。研究小组计划开发一个实验性内存管理器，实现对内存的分配、释放和整理。对应的接口为new、del和def，使用语法为： 
new size：分配size字节大小的内存块，返回该内存块的句柄handle，size为正整数； 
del handle：释放句柄handle指向的内存块； 
def：整理内存碎片，将所有已分配内存块按地址从低到高的顺序迁移，使空闲内存碎片在高地址端拼接在一起； 
初始内存为 initSize 字节大小的整片空闲内存，编号为 1 到 initSize 。 
new size操作中，若存在不小于size的连续空闲内存，则按照小地址优先的原则从空闲内存区域中分配size大小的内存块，标记该内存块状态为已分配，并返回指向该内存块的句柄。若无法分配，则返回空（NULL）。 
del handle操作释放由handle标记的内存块，标记被释放的内存状态为空闲。若handle为无效句柄，则返回ILLEGAL_OPERATION。 
def 完成内存整理工作，无返回值。 
根据设计，每次成功内存分配返回的句柄为一个正整数，从1开始，依次计数。失败的存储分配操作不影响计数。 
项目小组将此项任务分配给小B，小B向你求助，你能帮她吗？ 
输入 
输入中有多组测试数据。每组测试数据的第一行为两个正整数T和MaxMem（1<=T<=10000, 1<=MaxMem<=10000），其中T为操作次数，MaxMem为初始内存大小，随后有T行操作指令。 
输出 
对每组测试数据，按操作顺序输出操作结果。对每个new操作，在单独行中输出结果，成功时输出其返回句柄值，失败则输出NULL。若del操作失败，输出ILLEGAL_OPERATION。def不产生输出。

样例输入 
6 10 
new 5 
new 3 
del 1 
new 6 
def 
new 6 
样例输出 
1 
2 
NULL 
3

Java实现的代码如下：

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Scanner;

/**
 * 
 * @author fangzheng
 * @date 2016-09-10
 * 
 * 360笔试题：动态内存管理
 *
 */
public class MemoryManager {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner scan = new Scanner(System.in);

		while (scan.hasNext()) {
			//也可以移出去将输入多个案例作为整体
			LinkedList blocksList = new LinkedList<>();
			int blockId = 0;
			
			int m = scan.nextInt();
			int maxSize = scan.nextInt();

			StringBuffer buffer = new StringBuffer();

			for (int i = 0; i < m; i++) {
				String input = scan.next();
				if (input.equals("new")) {
					// 分配内存
					String res = allocatMemory(blockId + 1, scan.nextInt(), maxSize,
							blocksList);
					if (!res.equals("NULL")) {
						blockId++;
					}
					buffer.append(res).append("\n");
				} else if (input.equals("del")) {
					// 删除已分配内存
					String res =releaseMemory(scan.nextInt(), blocksList);
					buffer.append(res).append("\n");

				} else if (input.equals("def")) {
					// 整理内存，将占用内存向低地址移动
					arrangeMemory(blocksList);
				}
			}
			System.out.println(buffer.toString());
		}
		scan.close();
	}

	/**
	 * 整理内存，将占用的内存从高地址转移低地址
	 * @param list
	 */
	private static void arrangeMemory(LinkedList list) {
		if (list == null || list.isEmpty()) {
			return;
		}

		//System.out.println("内存整理前：" + list);
		Iterator iterator = list.iterator();
		while (iterator.hasNext()) {
			Block block = iterator.next();
			if (block.isFree) {
				iterator.remove();
			}
		}
		//System.out.println("内存整理后：" + list);
	}

	/**
	 * 释放内存
	 * 
	 * @param id
	 * @param list
	 * @return
	 */
	private static String releaseMemory(int id, LinkedList list) {
		boolean hasRelease = false;
		
		for (Block block : list) {
			if (block.id == id) {
				block.isFree = true;
				hasRelease = true;
				break;
			}
		}
		return hasRelease ? "" : "ILLEAG_OPERATION";
	}

	/**
	 * 分配内存
	 * 
	 * @param id
	 * @param needSize
	 * @param maxSize
	 * @param list
	 * @return
	 */
	private static String allocatMemory(int id, int needSize, int maxSize,
			LinkedList list) {
		if (needSize <= 0 || needSize > maxSize) {
			return "NULL";
		}

		int temp = 0;
		int sumSize = 0;
		int i = 0;
		int defaultId = 0;
		for (; i < list.size(); i++) {
			Block block = list.get(i);
			if (block.isFree && block.size >= needSize) {
				temp = block.size - needSize;
				block.size = needSize;
				block.isFree = false;
				defaultId = block.id;
				block.id = id;
				break;
			}
			sumSize += block.size;
		}

		if (i < list.size()) {
			if (temp > 0) {
				// 在上面的Block后面连接上大小位temp的block
				Block otherBlock = new Block(defaultId, temp, false);
				list.add(i, otherBlock);
			}
		} else if (needSize <= maxSize - sumSize) {
			Block block = new Block(id, needSize, false);
			list.add(i, block);
		} else {
			return "NULL";
		}
		return id + "";
	}
}

class Block {
	int id;//分配的内存块序号
	int size;//分配大小
	boolean isFree;//内存块状态

	public Block(int id, int size, boolean isFree) {
		this.id = id;
		this.size = size;
		this.isFree = isFree;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Block [id=" + id + ", size=" + size + ", isFree=" + isFree
				+ "]";
	}

}