java实现LFU算法

C知道: 要在 Java 中实现 LFU (Least Frequently Used) 算法，您可以按照以下步骤进行操作：

1. 创建一个类来表示缓存项，其中包含键、值和使用计数等属性。
2. 创建一个类来表示 LFU 缓存，其中包含一个哈希表用于快速查找缓存项，以及一个双向链表用于按使用频率排序缓存项。
3. 在 LFU 缓存类中实现以下方法：
- `get(key)`：根据键获取缓存项的值，并将该项的使用计数加1，同时更新链表中的位置。
- `put(key, value)`：将键值对添加到缓存中，如果缓存已满，则根据 LFU 算法删除最不常使用的项。
- `evict()`：根据 LFU 算法删除最不常使用的项。
4. 在主程序中创建一个 LFU 缓存对象，并使用 `get` 和 `put` 方法来测试算法的正确性。

这只是一个简单的实现示例，具体的代码实现可能会有所不同，取决于您的需求和设计。希望这个提示能帮到您！如有更多问题，请随时提问。

相关问题

java手动实现lfu

LFU（Least Frequently Used）是一种缓存淘汰算法，可以用于对缓存中的数据进行淘汰。下面是 Java 手动实现 LFU 的示例代码：

import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Map;

public class LFUCache<K, V> {
    private Map<K, V> cacheMap; // 存放缓存数据
    private Map<K, Integer> freqMap; // 存放缓存数据的访问频率
    private Map<Integer, LinkedHashSet<K>> freqKeysMap; // 存放访问频率相同的缓存数据
    private int capacity; // 缓存容量
    private int minFreq; // 缓存数据的最小访问频率

    public LFUCache(int capacity) {
        this.cacheMap = new HashMap<>();
        this.freqMap = new HashMap<>();
        this.freqKeysMap = new HashMap<>();
        this.capacity = capacity;
        this.minFreq = 0;
    }

    public V get(K key) {
        V value = cacheMap.get(key);
        if (value == null) {
            return null;
        }

        // 更新缓存数据的访问频率
        int freq = freqMap.get(key) + 1;
        freqMap.put(key, freq);

        // 更新访问频率相同的缓存数据
        freqKeysMap.get(freq - 1).remove(key);
        if (freqKeysMap.get(freq - 1).isEmpty()) {
            freqKeysMap.remove(freq - 1);
            if (minFreq == freq - 1) {
                minFreq++;
            }
        }
        freqKeysMap.computeIfAbsent(freq, k -> new LinkedHashSet<>()).add(key);

        return value;
    }

    public void put(K key, V value) {
        if (capacity <= 0) {
            return;
        }

        // 缓存数据已存在，更新其值和访问频率
        if (cacheMap.containsKey(key)) {
            cacheMap.put(key, value);
            get(key);
            return;
        }

        // 缓存容量已满，淘汰访问频率最小的缓存数据
        if (cacheMap.size() >= capacity) {
            K minFreqKey = freqKeysMap.get(minFreq).iterator().next();
            freqKeysMap.get(minFreq).remove(minFreqKey);
            if (freqKeysMap.get(minFreq).isEmpty()) {
                freqKeysMap.remove(minFreq);
            }
            cacheMap.remove(minFreqKey);
            freqMap.remove(minFreqKey);
        }

        // 添加新的缓存数据
        cacheMap.put(key, value);
        freqMap.put(key, 1);
        freqKeysMap.computeIfAbsent(1, k -> new LinkedHashSet<>()).add(key);
        minFreq = 1;
    }
}

这个示例代码中，LFUCache 类实现了 LFU 缓存淘汰算法。在 get 方法中，缓存数据的访问频率会加 1，同时更新访问频率相同的缓存数据；在 put 方法中，如果缓存容量已满，则会淘汰访问频率最小的缓存数据，然后添加新的缓存数据。

页面置换算法java实现

以下是Java实现五种页面置换算法的示例代码：

1. Optimal算法

public class Optimal {
    public static void main(String[] args) {
        int[] pages = {1, 3, 0, 3, 5, 6};
        int[] frames = new int[3];
        int faults = 0;
        boolean full = false;
        int farthest = 0;
        int replace = 0;

        for (int i = 0; i < pages.length; i++) {
            int page = pages[i];
            int j;
            for (j = 0; j < frames.length; j++) {
                if (frames[j] == page) {
                    break;
                }
                if (frames[j] == 0) {
                    frames[j] = page;
                    faults++;
                    full = false;
                    break;
                }
                if (j == frames.length - 1) {
                    full = true;
                }
            }
            if (full) {
                int[] temp = new int[frames.length];
                boolean[] used = new boolean[frames.length];
                for (int k = i + 1; k < pages.length; k++) {
                    for (int l = 0; l < frames.length; l++) {
                        if (pages[k] == frames[l] && !used[l]) {
                            temp[l] = k;
                            used[l] = true;
                            break;
                        }
                        if (l == frames.length - 1) {
                            temp[l] = Integer.MAX_VALUE;
                        }
                    }
                }
                farthest = 0;
                replace = 0;
                for (int k = 0; k < temp.length; k++) {
                    if (temp[k] > farthest) {
                        farthest = temp[k];
                        replace = k;
                    }
                }
                frames[replace] = page;
                faults++;
            }
            System.out.print("Page " + page + ": ");
            for (int k = 0; k < frames.length; k++) {
                System.out.print(frames[k] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("Page faults: " + faults);
    }
}

2. FIFO算法

public class FIFO {
    public static void main(String[] args) {
        int[] pages = {1, 3, 0, 3, 5, 6};
        int[] frames = new int[3];
        int faults = 0;
        int pointer = 0;
        boolean full = false;

        for (int i = 0; i < pages.length; i++) {
            int page = pages[i];
            int j;
            for (j = 0; j < frames.length; j++) {
                if (frames[j] == page) {
                    break;
                }
                if (frames[j] == 0) {
                    frames[j] = page;
                    faults++;
                    full = false;
                    break;
                }
                if (j == frames.length - 1) {
                    full = true;
                }
            }
            if (full) {
                frames[pointer] = page;
                faults++;
                pointer++;
                if (pointer == frames.length) {
                    pointer = 0;
                }
            }
            System.out.print("Page " + page + ": ");
            for (int k = 0; k < frames.length; k++) {
                System.out.print(frames[k] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("Page faults: " + faults);
    }
}

3. LRU算法

public class LRU {
    public static void main(String[] args) {
        int[] pages = {1, 3, 0, 3, 5, 6};
        int[] frames = new int[3];
        int faults = 0;
        boolean full = false;
        int replace = 0;

        for (int i = 0; i < pages.length; i++) {
            int page = pages[i];
            int j;
            for (j = 0; j < frames.length; j++) {
                if (frames[j] == page) {
                    break;
                }
                if (frames[j] == 0) {
                    frames[j] = page;
                    faults++;
                    full = false;
                    break;
                }
                if (j == frames.length - 1) {
                    full = true;
                }
            }
            if (full) {
                int[] temp = new int[frames.length];
                boolean[] used = new boolean[frames.length];
                for (int k = i - 1; k >= 0; k--) {
                    for (int l = 0; l < frames.length; l++) {
                        if (pages[k] == frames[l] && !used[l]) {
                            temp[l] = k;
                            used[l] = true;
                            break;
                        }
                        if (l == frames.length - 1) {
                            temp[l] = Integer.MIN_VALUE;
                        }
                    }
                }
                replace = 0;
                int min = temp[0];
                for (int k = 1; k < temp.length; k++) {
                    if (temp[k] < min) {
                        min = temp[k];
                        replace = k;
                    }
                }
                frames[replace] = page;
                faults++;
            }
            System.out.print("Page " + page + ": ");
            for (int k = 0; k < frames.length; k++) {
                System.out.print(frames[k] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("Page faults: " + faults);
    }
}

4. LFU算法

public class LFU {
    public static void main(String[] args) {
        int[] pages = {1, 3, 0, 3, 5, 6};
        int[] frames = new int[3];
        int[] counts = new int[3];
        int faults = 0;
        boolean full = false;
        int replace = 0;

        for (int i = 0; i < pages.length; i++) {
            int page = pages[i];
            int j;
            for (j = 0; j < frames.length; j++) {
                if (frames[j] == page) {
                    counts[j]++;
                    break;
                }
                if (frames[j] == 0) {
                    frames[j] = page;
                    counts[j]++;
                    faults++;
                    full = false;
                    break;
                }
                if (j == frames.length - 1) {
                    full = true;
                }
            }
            if (full) {
                replace = 0;
                int min = counts[0];
                for (int k = 1; k < counts.length; k++) {
                    if (counts[k] < min) {
                        min = counts[k];
                        replace = k;
                    }
                }
                frames[replace] = page;
                counts[replace] = 1;
                faults++;
            }
            System.out.print("Page " + page + ": ");
            for (int k = 0; k < frames.length; k++) {
                System.out.print(frames[k] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("Page faults: " + faults);
    }
}

5. 改进型Clock算法

public class Clock {
    public static void main(String[] args) {
        int[] pages = {1, 3, 0, 3, 5, 6};
        int[] frames = new int[3];
        boolean[] ref_bits = new boolean[3];
        int faults = 0;
        int pointer = 0;

        for (int i = 0; i < pages.length; i++) {
            int page = pages[i];
            int j;
            for (j = 0; j < frames.length; j++) {
                if (frames[j] == page) {
                    ref_bits[j] = true;
                    break;
                }
                if (frames[j] == 0) {
                    frames[j] = page;
                    ref_bits[j] = true;
                    faults++;
                    break;
                }
            }
            if (j == frames.length) {
                while (ref_bits[pointer]) {
                    ref_bits[pointer] = false;
                    pointer++;
                    if (pointer == frames.length) {
                        pointer = 0;
                    }
                }
                frames[pointer] = page;
                ref_bits[pointer] = true;
                pointer++;
                if (pointer == frames.length) {
                    pointer = 0;
                }
                faults++;
            }
            System.out.print("Page " + page + ": ");
            for (int k = 0; k < frames.length; k++) {
                System.out.print(frames[k] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println("Page faults: " + faults);
    }
}