优先级调度算法(PSA)

优先级调度算法，即给每个作业一个优先级，优先级越高越紧迫，应该先执行。

FCFS算法和SJF算法都可以看做一种特殊的PSA算法。

例如，在FCFS算法里，是将算法的到达时间当做优先级，先到达的优先级高。

在SJF算法里，将作业的服务时间看做优先级，服务时间短的优先级高。

//main.cpp
#include "PSA.h"

int main()
{
	std::vector PCBList;

	//输入作业信息
	InputPCB(PCBList);

	//PSA算法
	PSA(PCBList);

	//显示结果
	show(PCBList);

	return 0;
}

//PSA.h
#ifndef PSA_H_
#define PSA_H_

#include 
#include 
#include 
#include 

//作业结构体
typedef struct PCB
{
	int ID;							//标识符
	int Level;						//优先级
	int ComeTime;					//到达时间
	int ServerTime;					//服务时间
	int FinishTime;					//完成时间
	int TurnoverTime;				//周转时间
	double WeightedTurnoverTime;	//带权周转时间
}PCB;


/*
函数功能：输入作业信息
参数说明：
PCBList		std::vector&		PCB链
*/
void InputPCB(std::vector &PCBList);

/*
函数功能：PSA算法
参数说明：
PCBList		std::vector&		PCB链
*/
void PSA(std::vector &PCBList);


/*
函数功能：显示结果
参数说明：
PCBList		std::vector&		PCB链
*/
void show(std::vector &PCBList);

/*
函数功能：比较函数，用于sort()，按ComeTime升序排列
参数说明：
p1			const PCB&				PCB
p2			const PCB&				PCB
*/
bool CmpByComeTime(const PCB &p1, const PCB &p2);

/*
函数功能：比较函数，用于sort()，按Level降序排列
参数说明：
p1			const PCB&				PCB
p2			const PCB&				PCB
*/
bool CmpByLevel(const PCB &p1, const PCB &p2);

#endif 

//PSA.cpp
#include "PSA.h"

//输入作业信息
void InputPCB(std::vector &PCBList)
{
	do {
		PCB temp;
		std::cout << "输入标识符: ";
		std::cin >> temp.ID;
		std::cout << "输入优先级: ";
		std::cin >> temp.Level;
		std::cout << "输入到达时间: ";
		std::cin >> temp.ComeTime;
		std::cout << "输入服务时间: ";
		std::cin >> temp.ServerTime;
		PCBList.push_back(temp);

		std::cout << "继续输入？Y/N: ";
		char ans;
		std::cin >> ans;
		if ('Y' == ans || 'y' == ans)
			continue;
		else
			break;
	} while (true);
}

//PSA算法
void PSA(std::vector &PCBList)
{
	std::sort(PCBList.begin(), PCBList.end(), CmpByComeTime);		//按到达时间排序

	//同时到达的按优先级降序排序，决定首先运行的作业
	int i = 1;
	std::vector::iterator it = PCBList.begin() + 1;
	while ((*it).ComeTime == (*(it - 1)).ComeTime)
	{
		++i;
		++it;
	}
	std::sort(PCBList.begin(), PCBList.begin() + i, CmpByLevel);

	int FinishTime = -1;
	for (it = PCBList.begin(); it < PCBList.end(); ++it)
	{
		if ((*it).ComeTime >= FinishTime)		//没有作业正在运行，取队首作业运行
			(*it).FinishTime = (*it).ComeTime + (*it).ServerTime;
		else									//有作业正在运行，等待作业完毕，此作业再运行
			(*it).FinishTime = FinishTime + (*it).ServerTime;
		(*it).TurnoverTime = (*it).FinishTime - (*it).ComeTime;
		(*it).WeightedTurnoverTime = (double)(*it).TurnoverTime / (*it).ServerTime;
		FinishTime = (*it).FinishTime;

		//在一个作业运行期间，如果有其他作业到达，将他们按照优先级降序排列
		i = 1;
		while ((it + i) < PCBList.end() && (*(it + i)).ComeTime <= FinishTime)
			++i;
		std::sort(it + 1, it + i, CmpByLevel);
	}

	std::sort(PCBList.begin(), PCBList.end(), CmpByComeTime);		//重新排列，用于显示结果
}

//显示结果
void show(std::vector &PCBList)
{
	int SumTurnoverTime = 0;
	double SumWeightedTurnoverTime = 0;

	std::cout.setf(std::ios::left);

	std::cout << std::setw(20) << "标识符";
	for (std::vector::iterator it = PCBList.begin(); it < PCBList.end(); ++it)
		std::cout << std::setw(5) << (*it).ID;
	std::cout << std::endl;

	std::cout << std::setw(20) << "优先级";
	for (std::vector::iterator it = PCBList.begin(); it < PCBList.end(); ++it)
		std::cout << std::setw(5) << (*it).Level;
	std::cout << std::endl;

	std::cout << std::setw(20) << "到达时间";
	for (std::vector::iterator it = PCBList.begin(); it < PCBList.end(); ++it)
		std::cout << std::setw(5) << (*it).ComeTime;
	std::cout << std::endl;

	std::cout << std::setw(20) << "服务时间";
	for (std::vector::iterator it = PCBList.begin(); it < PCBList.end(); ++it)
		std::cout << std::setw(5) << (*it).ServerTime;
	std::cout << std::endl;

	std::cout << std::setw(20) << "完成时间";
	for (std::vector::iterator it = PCBList.begin(); it < PCBList.end(); ++it)
		std::cout << std::setw(5) << (*it).FinishTime;
	std::cout << std::endl;

	std::cout << std::setw(20) << "周转时间";
	for (std::vector::iterator it = PCBList.begin(); it < PCBList.end(); ++it)
	{
		std::cout << std::setw(5) << (*it).TurnoverTime;
		SumTurnoverTime += (*it).TurnoverTime;;
	}
	std::cout << std::endl;

	std::cout << std::setw(20) << "带权周转时间";
	for (std::vector::iterator it = PCBList.begin(); it < PCBList.end(); ++it)
	{
		std::cout << std::setw(5) << (*it).WeightedTurnoverTime;
		SumWeightedTurnoverTime += (*it).WeightedTurnoverTime;;
	}
	std::cout << std::endl;

	std::cout << "平均周转时间: " << (double)SumTurnoverTime / PCBList.size() << std::endl;
	std::cout << "平均带权周转时间: " << SumWeightedTurnoverTime / PCBList.size() << std::endl;
}

//比较函数，按ComeTime升序排列
bool CmpByComeTime(const PCB &p1, const PCB &p2)
{
	return p1.ComeTime < p2.ComeTime;
}

//比较函数，按Level降序排列
bool CmpByLevel(const PCB &p1, const PCB &p2)
{
	return p1.Level > p2.Level;
}