#include<stdio.h>
int block_num;   //分配的物理块数
int page_num;   //要访问的页面序列个数
int page[100]; //要访问的页面序列
int memory[10]; //物理块中的页号
int table[100][10]; //显示矩阵
int reg[10];  //寄存器--记录页面的访问时间
char Que[100];  //数组，记录是否缺页
 
int main()
{	
    int count=0; //记录缺页次数  
    int i,j,k;	
	while(1) 
	{
		printf("请输入分配的物理块的个数(M<=10):\n");
		scanf("%d",&block_num);
		printf("\n");
		break;
	}
		
	while(1)
	{
		printf("请输入要访问的页面序列个数(P<=100):\n");
		scanf("%d",&page_num);			
		printf("\n");
		break;
	}
	
	printf("请依次输入页面序列:\n");
	for(i=0;i<page_num;i++)
	{
		scanf("%d",&page[i]);
		Que[i] = 'N';
	}
		 	
	for(i=0;i<block_num;i++)
	     memory[i]=-1;   //初始内存块中默认为空，用-1表示
 
    //访问页面
	for(i=0;i<page_num;i++)
	{
		if(i==0)   //访问的第一个页面
		{
			memory[i]=page[i];
			reg[i]=i;
			for(j=0;j<block_num;j++)
				table[i][j]=memory[j];
			Que[i]='Y';
			count++;
		}
		else
		{    /*判断新页面号是否在物理块中*/   
			for(j=0,k=0;j<block_num;j++)
			{
				if(memory[j]!=page[i])
					k++;
				else
				{    /*新页面在内存块中*/
					reg[j]=i;  //刷新该页面的访问时间
					for(int n=0;n<block_num;n++)
						table[i][n]=memory[n];
				}
			}
		}
		if(k==block_num)   /*新页面不在物理块中，缺页*/
		{
			int q=0;
			Que[i]='Y';
		    count++;
			for(int j=0;j<block_num;j++)
			{
				if(memory[j]==-1)   /*内存块未满*/
				{
					memory[j]=page[i];
				    reg[j]=i;
				    for(int n=0;n<block_num;n++)
					    table[i][n]=memory[n]; 
					break;
				}
				else   
					q++;	
			}
			if(q==block_num)/*内存块已满，需采用LRU置换算法选择换出页*/ 
			{
			    int min=0;  //记录换出页
        	    for(int m=1;m<block_num;m++)
			        if(reg[m]<reg[min])
				    	min=m;
		        memory[min]=page[i];
                reg[min]=i; /*记录该页的访问时间（新到的页面进入之前min的位置，需将min位置的访问时间更改）*/
                for(int n=0;n<block_num;n++)
			       table[i][n]=memory[n];
			}
		}
    }
    
 	//输出运行过程及结果 
	printf("采用OPT页面置换算法结果如下: \n");
	printf("\n");
	printf("\n");
	printf("页号:");
	for(i=0;i<page_num;i++)
		printf("%3d",page[i]);
	printf("\n");
	printf("-------------------------\n");
	for(i=0;i<block_num;i++) 	
	{
		printf("%2d:",i);	 
		for(j=0;j<page_num;j++)
			printf("%3d",table[j][i]);
		printf("\n");
	}
    printf("-------------------------\n");
	printf("缺页:");
	for(i=0;i<page_num;i++)
	    printf("%3c",Que[i]);
	printf("\n");
	
	printf("-------------------------\n");
	printf("\t缺页次数:%d\n",count);
	printf("\t缺页率:%d/%d\n",count,page_num);
	printf("-------------------------\n");
}