简易内存池2 - 华为OD统一考试(C卷)-编程知识

OD统一考试（C卷）

分值： 200分

题解： Java / Python / C++

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题目描述

请实现一个简易内存池,根据请求命令完成内存分配和释放。

内存池支持两种操作命令，REQUEST和RELEASE，其格式为:

REQUEST=请求的内存大小表示请求分配指定大小内存，如果分配成功，返回分配到的内存首地址;如果内存不足，或指定的大小为0，则输error。
RELEASE=释放的内存首地址表示释放掉之前分配的内存，释放成功无需输出，如果释放不存在的首地址则输出error。

注意：

1.内存池总大小为100字节

2.内存池地址分配必须是连续内存，并优先从低地址分配

3.内存释放后可被再次分配，已释放的内存在空闲时不能被二次释放。

4.不会释放已电请的内存块的中间地排

5.释放操作只是针对首地址所对应的单个内存块进行操作，不会影响其它内存块。

输入描述

首行为整数N表示操作命令的个数，取值范围: 0 N<100。

接下来的N行,每行将给出一个操作命令，操作命令和参数之间用“=”分割。

输出描述

见题面输出要求

示例1

输入：
3
REQUEST=30
RELEASE=0
REQUEST=30输出：
0
0

题解

解题思路

该问题要求实现一个简易内存池，支持两种操作命令：REQUEST 和 RELEASE。

REQUEST 表示请求分配指定大小内存，

RELEASE 表示释放之前分配的内存。

内存池总大小为 100 字节，地址分配必须是连续内存，并优先从低地址分配。

解题思路主要包括以下几个步骤：

定义内存池的大小、内存使用状态、已分配内存的字典（映射首地址到内存大小）。
实现 request 方法，用于处理请求分配内存的操作。遍历内存池，找到连续的空闲内存块，并记录已分配的内存块。
实现 release 方法，用于处理释放内存的操作。在已分配的内存块中查找要释放的地址，将其标记为空闲状态。
在 main 函数中，根据输入命令调用相应方法，输出结果。

Java

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Scanner;/*** @author code5bug*/
public class Main {public static void main(String[] args) {Scanner in = new Scanner(System.in);int n = Integer.parseInt(in.nextLine());Solution solution = new Solution();for (int i = 0; i < n; i++) {String[] split = in.nextLine().split("=");int val = Integer.parseInt(split[1]);if ("REQUEST".equals(split[0])) {// 申请内存solution.request(val);} else {// 释放内存solution.release(val);}}}
}class Solution {// 声明一个静态字符串变量，用于表示错误信息public static String ERROR = "error";// 内存大小private int size;// 内存使用状态private boolean[] mem;// 已经使用的内存<首地址, 内存大小>private Map<Integer, Integer> used = new HashMap<>();public Solution() {this.size = 100;this.mem = new boolean[size];}// 申请内存public void request(int val) {if (val == 0 || val > 100) {System.out.println(ERROR);return;}for (int i = 0; i < size; i++) {// 当前内存已被使用if (mem[i]) continue;int cnt = 0;  // 空闲的连续内存大小while (i + cnt < size && !mem[i + cnt]) cnt++;// 空间足够分配if (cnt >= val) {// 记录已经申请的内存片段used.put(i, val);// 标记内存点已被使用while (--val >= 0) mem[i + val] = true;System.out.println(i);return;}i += cnt;}System.out.println(ERROR);}// 释放内存public void release(int addr) {if (!used.containsKey(addr)) {  // 不存在的首地址System.out.println(ERROR);return;}// 释放内存片段int s = addr, len = used.get(s);// 标记内存点空闲for (int i = 0; i < len; i++) mem[s + i] = false;used.remove(addr);}
}

Python

class Solution:# 类变量，用于表示错误信息ERROR = "error"def __init__(self):self.size = 100# 内存使用状态self.mem = [False] * self.size# 已经使用的内存 {首地址: 内存大小}self.used = {}# 申请内存def request(self, val):if val == 0 or val > 100:print(self.ERROR)returni = 0while i < self.size:# 当前内存已被使用if self.mem[i]:i += 1continuecnt = 0  # 空闲的连续内存大小while i + cnt < self.size and not self.mem[i + cnt]:cnt += 1# 空间足够分配if cnt >= val:# 记录已经申请的内存片段self.used[i] = val# 标记内存点已被使用for j in range(val):self.mem[i + j] = Trueprint(i)returni += cntprint(self.ERROR)# 释放内存def release(self, addr):if addr not in self.used:  # 不存在的首地址print(self.ERROR)return# 释放内存片段s, length = addr, self.used[addr]# 标记内存点空闲for i in range(length):self.mem[s + i] = Falsedel self.used[addr]def main():n = int(input())solution = Solution()for _ in range(n):relation = input().split("=")val = int(relation[1])if relation[0] == "REQUEST":# 申请内存solution.request(val)else:# 释放内存solution.release(val)if __name__ == "__main__":main()

C++

#include <iostream>
#include <unordered_map>
#include <vector>
#include <sstream>using namespace std;void request(vector<bool>& mem, unordered_map<int, int>& used, int val) {const int size = mem.size();if (val == 0 || val > size) {cout << "error" << endl;return;}for (int i = 0; i < size; ) {if (mem[i]) {++i;continue;}int cnt = 0;  // 空闲的连续内存大小while (i + cnt < size && !mem[i + cnt]) {++cnt;}if (cnt >= val) {used[i] = val;for (int j = 0; j < val; ++j) {mem[i + j] = true;}cout << i << endl;return;}i += cnt;}cout << "error" << endl;
}void release(vector<bool>& mem, unordered_map<int, int>& used, int addr) {if (used.find(addr) == used.end()) {cout << "error" << endl;return;}int len = used[addr];for (int i = 0; i < len; ++i) {mem[addr + i] = false;}used.erase(addr);
}int main() {int n;cin >> n;cin.ignore();  // Consume the newline after nconst int size = 100;// 内存使用状态vector<bool> mem(size, false);// 已经使用的内存<首地址, 内存大小>unordered_map<int, int> used;for (int i = 0; i < n; ++i) {string line;getline(cin, line);int    pos       = line.find('=');string operation = line.substr(0, pos);int    val       = stoi(line.substr(pos + 1));if (operation == "REQUEST") {request(mem, used, val);} else {release(mem, used, val);}}return 0;
}