Java实现 FIFO与LRU算法

 

 

 

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  * Created on 2004-12-25
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  /**
  * @Michelangelo
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  */
  import java.util.*;
  public class TestReplacement {
  /**
   *
   */
  private final int ArraySize=20;
  private int digitalArray[]=new int [ArraySize];
  //private int digitalArray[]={1,2,3,4,2,1,5,6,2,1,2,3,7,6,3,2,1,2,3,6};
  private static final int frameSize[]={1,2,3,4,5,6,7};
  private static int errorCount=0;
  Vector frame=new Vector();
  
  public TestReplacement() {
   super();
   // TODO Auto-generated constructor stub
  }
  public static void main(String[] args) {
   TestReplacement aT=new TestReplacement();
  
   aT.generateRandomDigit();
   aT.output();
  
   System.out.println("-------------Using FIFO--------------");
   System.out.println();
   for(int i=0;i<frameSize.length;i++){
   System.out.println("Frame size: "+frameSize[i]+"/n");
   aT.initFrameForFIFO(frameSize[i]);
   aT.FIFOReplace(frameSize[i]);
   System.out.println("Total errors found: "+errorCount);
   System.out.println("/n************************************/n");
  
   errorCount=0;
   }
   System.out.println();
   System.out.println("----------------Using LRU----------------");
   System.out.println();
   for(int i=0;i<frameSize.length;i++){
   System.out.println("Frame size: "+frameSize[i]+"/n");
   aT.initFrameForLRU(frameSize[i]);
   aT.LRUReplace(frameSize[i]);
   System.out.println("Total errors found: "+errorCount);
   System.out.println("/n************************************/n");
   errorCount=0;
   }
  }
  public void generateRandomDigit(){
   for(int i=0;i<ArraySize;i++){
   digitalArray[i]=(int)Math.round(Math.random()*9);
   }
  }
  public void output(){
   System.out.println("随机序列:");
   for(int i=0;i<ArraySize;i++){
   System.out.print(" "+digitalArray[i]);
   }
   System.out.println();
  }
  public void initFrameForFIFO(int fS){
   frame.removeAllElements();
   for(int i=0;i<fS;i++){
   frame.addElement(new Couple(fS-i));
   }
  }
  public void initFrameForLRU(int fS){
   frame.removeAllElements();
   for(int i=0;i<fS;i++){
   frame.addElement(new Couple(0));
   }
  }
  
  public void LRUReplace(int fS){
   boolean findThesame=false;
   int pre=-1;//存放刚刚查找到的位置
   int flag=-1;
  
   for(int j=0;j<digitalArray.length;j++){
   boolean match=false;
   for(int i=0;i<fS;i++){
  
   if(((Couple)frame.elementAt(i)).value==digitalArray[j]){
   ((Couple)frame.elementAt(i)).time=0;
   match=true;//是否找到匹配
   System.out.println(j+": find "+((Couple)frame.elementAt(i)).value+" "+"at location "+i);
   System.out.println();
  
   flag=i;
   break;
   }
   }
  
   if(match==true&&flag!=pre){
   for(int i=0;i<fS;i++){
   if(i!=flag){
   ((Couple)frame.elementAt(i)).time--;
   }
   }
   pre=flag;
   }
   else if(match==false){
   int temp=0;
   int index=0;
   for(int i=0;i<fS;i++){
   if(((Couple)frame.elementAt(i)).time<temp){
   temp=((Couple)frame.elementAt(i)).time;
   index=i;
   }
   }
   for(int i=0;i<fS;i++){
   if(i!=index){
   ((Couple)frame.elementAt(i)).time--;
   }
   else{
   ((Couple)frame.elementAt(i)).time=0;
   System.out.print(j+": replace "+((Couple)frame.elementAt(i)).value+" ");
   System.out.print("at location "+index+" ");
   ((Couple)frame.elementAt(i)).value=digitalArray[j];
   System.out.println("with "+((Couple)frame.elementAt(i)).value);
   errorCount++;
   System.out.println("error count "+errorCount);
   System.out.println();
   }
   }
   }
   }
  }
  public void FIFOReplace(int fS){
   //boolean blank=true;//是否开始的已填充完
   int i=0;
   for(int j=0;j<digitalArray.length;j++){
   boolean match=false;
   for(i=0;i<fS;i++){
   if(((Couple)frame.elementAt(i)).value==digitalArray[j]){
   match=true;//是否找到匹配
   System.out.println(j+": find "+((Couple)frame.elementAt(i)).value+" "+"at location "+i);
   break;
   }
   }
   if(match==false){
   int temp=0;
   int index=-1;
   for(i=0;i<fS;i++){
   if(((Couple)frame.elementAt(i)).time>temp){
   temp=((Couple)frame.elementAt(i)).time;
   index=i;
   }
   }
   for(i=0;i<fS;i++){
   if(i==index){
   System.out.print(j+": replace "+((Couple)frame.elementAt(i)).value+" ");
   System.out.print("at location "+i+" ");
   ((Couple)frame.elementAt(i)).value=digitalArray[j];
   System.out.println("with "+((Couple)frame.elementAt(i)).value);
   ((Couple)frame.elementAt(i)).time=1;
   errorCount++;
   System.out.println("error count "+errorCount);
   System.out.println();
   }
  
  
  
   else{
   ((Couple)frame.elementAt(i)).time++;
   }
  
  
  
   }
   }
  
  
   }
  }
  }
  class Couple{
  public int value=-1;
  public int time=-1;
  public Couple(int t){
   time=t;
  }
  }
  算法思想:用Vector来模拟页表,而扔进去的Couple的个数就是表的大小。Couple 中的Time设置衰老时间(FIFO)或未使用周期(LRU),Value为请求序列中digitalArray[]的值。序列长为20由随机函数产生的0-9的整型值。frameSize[]中存放的是页表的大小(也就是对应着扔几个Couple进去啦)
  FIFO:初始化时先清空然后放Couple,将他们的Time属性按放的顺序分别置为frameSize,frame-1,frame-2.......1.数值越大放的越早,value通通置-1。接下来的工作就是对value和time的处置。若在vector中的couple的value里找到了value匹配则pass。如果没有找的话就从中time里找最老的,(谁的time最大就最老),找到后把它的value变成相应的请求的页面值,把它的time=1.对于不是最老的呢,就把他们的岁数都加一吧。
  LRU:初始化时先清空然后放Couple,将他们的Time属性置-1,value通通置-1。接下来处理请求序列了。若在value里找到对应的页面话就把对应的Time置0。其他的Couple对应的time- -。如果没有找到的话就找一个最近使用的最少的啦(就是对应的time最负的那个),找到以后就把它的Value换成请求的页面值并且把它的time置0.与此同时,其他的time--。

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