手办置换问题Java实现 小明是一个手办爱好者，他想要办一个“手办展览会”让他的好朋友们参观，但是小明只有三个展示盒可以放置手办，将手办放入和拿出是一件比较麻烦的事情。假如小明的朋友事先告诉了小明手办的参观顺序为：{金刚狼、钢铁侠，美国队长，蝙蝠侠，钢铁侠、绿巨人、钢铁侠、雷神、蜘蛛侠、绿巨人、钢铁侠、绿巨人、蜘蛛侠、美国队长、蜘蛛侠、钢铁侠、美国队长、金刚狼、钢铁侠、美国队长} 【设计要求】 1.使用最佳置换算法实现。 2.请根据如下格式模拟输出整个手办参观过程。 现在朋友想参观 “蝙蝠侠” 手办。 当前展示盒中有 “金刚狼”, “钢铁侠”, “美国队长” 手办。（下面①和②根据是否命中进行输出） ① 该朋友发现“蝙蝠侠”在展示盒中，小明将该手办的收藏经历讲给他听。 ② 该朋友发现“蝙蝠侠”不在展示盒内，小明决定将手办“金刚狼”换出。

以下是Java实现最佳置换算法解决手办置换问题的代码：

import java.util.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String[] order = {"金刚狼","钢铁侠","美国队长","蝙蝠侠","钢铁侠","绿巨人","钢铁侠","雷神","蜘蛛侠","绿巨人","钢铁侠","绿巨人","蜘蛛侠","美国队长","蜘蛛侠","钢铁侠","美国队长","金刚狼","钢铁侠","美国队长"};
        String[] boxes = new String[3];
        int[] nextUseTime = new int[3];
        Arrays.fill(nextUseTime, -1);
        int faults = 0;
        for (String s : order) {
            boolean hit = false;
            for (int i = 0; i < boxes.length; i++) {
                if (boxes[i] == null) {
                    boxes[i] = s;
                    nextUseTime[i] = getNextUseTime(s, order);
                    faults++;
                    break;
                } else if (boxes[i].equals(s)) {
                    hit = true;
                    break;
                }
            }
            if (!hit) {
                int idx = findOptimal(boxes, nextUseTime);
                System.out.print("现在朋友想参观 \"" + s + "\" 手办。");
                System.out.print("当前展示盒中有 ");
                for (int i = 0; i < boxes.length; i++) {
                    System.out.print("\"" + boxes[i] + "\"");
                    if (i != boxes.length - 1) {
                        System.out.print(", ");
                    }
                }
                System.out.println(".");
                boxes[idx] = s;
                nextUseTime[idx] = getNextUseTime(s, order);
                faults++;
            }
        }
        System.out.println("总共发生了 " + faults + " 次缺页中断。");
    }
    private static int getNextUseTime(String s, String[] order) {
        for (int i = 0; i < order.length; i++) {
            if (s.equals(order[i])) {
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
    private static int findOptimal(String[] boxes, int[] nextUseTime) {
        int idx = 0;
        int maxTime = nextUseTime[0];
        for (int i = 1; i < boxes.length; i++) {
            if (nextUseTime[i] == -1) {
                return i;
            }
            if (nextUseTime[i] > maxTime) {
                idx = i;
                maxTime = nextUseTime[i];
            }
        }
        return idx;
    }
}

解释：

1. 首先定义了一个字符串数组`order`，其中保存了手办的参观顺序；还定义了一个字符串数组`boxes`和一个整型数组`nextUseTime`，分别表示展示盒中的手办和每个手办下次使用的时间。

2. 使用`Arrays.fill`方法将`nextUseTime`数组初始化为-1。

3. 定义一个整型变量`faults`表示缺页中断次数，初始化为0。

4. 使用`for`循环遍历`order`数组，对于每个手办，首先判断它是否在展示盒中，如果是则不做处理，否则需要使用最佳置换算法进行淘汰。

5. 使用`findOptimal`方法寻找最优的展示盒，将其中的手办淘汰，并将当前手办放入该展示盒中。

6. 如果当前手办在展示盒中，则缺页中断次数不变；否则缺页中断次数加1。

7. 循环结束后，输出缺页中断次数的总数。