C语言实现最短作业优先算法（SJF）详解：小白也能轻松掌握操作系统核心调度策略

SJF 的优点与缺点

• 优点：最小化平均等待时间，提高系统吞吐量。
• 缺点：可能导致“饥饿”现象（长作业长时间得不到执行）；实际中难以预知每个作业的确切运行时间。

用 C 语言实现非抢占式 SJF

下面我们用 C 语言编写一个简单的非抢占式 SJF 调度程序。假设我们有若干个进程，每个进程包含以下信息：

• 进程 ID（pid）
• 到达时间（arrival_time）
• 执行时间（burst_time）

我们的目标是按 SJF 规则对这些进程进行排序并计算平均等待时间和平均周转时间。

完整代码示例

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>typedef struct {    int pid;    int arrival_time;    int burst_time;    int waiting_time;    int turnaround_time;} Process;void swap(Process *a, Process *b) {    Process temp = *a;    *a = *b;    *b = temp;}void sortByBurstTime(Process processes[], int n) {    for (int i = 0; i < n - 1; i++) {        for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {            if (processes[j].burst_time > processes[j + 1].burst_time) {                swap(&processes[j], &processes[j + 1]);            }        }    }}int main() {    int n;    printf("请输入进程数量: ");    scanf("%d", &n);    Process *processes = (Process *)malloc(n * sizeof(Process));    for (int i = 0; i < n; i++) {        processes[i].pid = i + 1;        printf("输入进程 %d 的到达时间和执行时间: ", i + 1);        scanf("%d %d", &processes[i].arrival_time, &processes[i].burst_time);    }    // 按执行时间升序排序（SJF 核心）    sortByBurstTime(processes, n);    int current_time = 0;    float total_waiting = 0, total_turnaround = 0;    for (int i = 0; i < n; i++) {        // 如果当前时间小于到达时间，CPU 空闲        if (current_time < processes[i].arrival_time) {            current_time = processes[i].arrival_time;        }        processes[i].waiting_time = current_time - processes[i].arrival_time;        processes[i].turnaround_time = processes[i].waiting_time + processes[i].burst_time;        current_time += processes[i].burst_time;        total_waiting += processes[i].waiting_time;        total_turnaround += processes[i].turnaround_time;    }    printf("\n进程调度结果:\n");    printf("PID\t到达时间\t执行时间\t等待时间\t周转时间\n");    for (int i = 0; i < n; i++) {        printf("%d\t%d\t\t%d\t\t%d\t\t%d\n",               processes[i].pid,               processes[i].arrival_time,               processes[i].burst_time,               processes[i].waiting_time,               processes[i].turnaround_time);    }    printf("\n平均等待时间: %.2f\n", total_waiting / n);    printf("平均周转时间: %.2f\n", total_turnaround / n);    free(processes);    return 0;}  

代码说明

上述代码实现了非抢占式 SJF 调度：

1. 首先定义 Process 结构体存储进程信息。
2. 使用冒泡排序按 burst_time（执行时间）升序排列——这是 C语言进程调度算法中 SJF 的关键步骤。
3. 依次计算每个进程的等待时间和周转时间，并更新当前系统时间。
4. 最后输出调度结果和平均指标。

注意事项

在真实操作系统中，SJF 需要预测作业的执行时间，这通常通过历史数据估算。此外，为避免长作业“饥饿”，可结合老化（Aging）机制提升其优先级。

总结

通过本教程，你已经掌握了如何用 C 语言实现操作系统作业调度中的经典算法——最短作业优先（SJF）。它不仅是理解 CPU 调度的基础，也是面试和课程设计中的高频考点。动手运行上面的代码，修改输入数据，观察输出变化，你会对 SJF 有更深刻的理解！

关键词回顾：C语言最短作业优先算法、最短作业优先调度、C语言进程调度算法、操作系统作业调度