操作系统实验之存储管理

import java.text.DecimalFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class 存储管理 {
	public static int []num;
	public static node []node1;
	public static List<node>list=new ArrayList<node>();
	public static DecimalFormat df=new DecimalFormat("0.00");
	public static int findMax(int []num)//找出存在时间最长的未被使用的标志位
	{
		int max=num[0];
		int flag=0;
		for(int i=1;i<num.length;i++)
		{
			if(num[i]>max)
			{
				flag=i;
				max=num[i];
			}
		}
		return flag;
	}
	public static int findlist(List<Integer>list1,int address)
	{
		int flag=0;
		for(int i=0;i<list1.size();i++)
		{
			if(list1.get(i)==address)
			{
				flag=i;
				break;
			}
		}
		return flag;
	}
	public static int figure(int j,int i)//i是最大值，j是最小值
	{
		Random ran=new Random();
		int k=ran.nextInt(i-j+1)+j;//范围是[j,i]
		return k;
	}

	public static void LRU(int i)//最近最久未使用
	{
		List<Integer>list1=new ArrayList<Integer>();
		int flag=0;
		double count=0;
		int []num=new int [i];
		for(int j=0;j<list.size();j++)//这一步是先将整个地址能够填充满
		{
			if(list1.size()==i)//如果填充满了整个list1那么就跳出循环
			{
				flag=j;
				break;
			}
			else if(list1.contains(list.get(j).address))//如果list1中存在该页号，那么就只需要将该页号的最近使用时间置为0，其他位的时间+1就行了
			{
				int flag1=findlist(list1, list.get(j).address);
				for(int k=0;k<list1.size();k++)
				{
					if(k!=flag1)
						num[k]+=1;
					else
						num[k]=0;
				}
			}
			else if(!list1.contains(list.get(j).address))//这里面与下面的操作有一个不同的就是，因为list1没有填充满，所以不需要将不存在的那个页号与某个页号进行置换，
				                                         //只需要压入就够了，这时候不用就将所有的时间+1就行了
			{
				count++;
				list1.add(list.get(j).address);
				for(int k=0;k<list1.size();k++)
					num[k]+=1;
			}
		}
		for(int j=flag;j<list.size();j++)
		{
			if(list1.contains(list.get(j).address))//将存在的位置置为0，其他位置+1
			{
				int flag1=findlist(list1, list.get(j).address);
				for(int k=0;k<num.length;k++)
				{
					if(k!=flag1)
						num[k]+=1;
					else
						num[k]=0;
				}
				/*for(int k=0;k<num.length-1;k++)
					System.out.print(num[k]+" ");
				System.out.println(num[num.length-1]);*/
			}
			else//如果不存在就需要先找到最久未使用的标志，然后将其位置置为0，其他位置+1,之后将list1相应位置的值重新赋值成更改后的值 
			{
				count++;
				int flag1=findMax(num);
				for(int k=0;k<num.length;k++)
				{
					if(k!=flag1)
						num[k]+=1;
					else
						num[k]=0;
				}
				for(int k=0;k<list1.size();k++)
				{
					if(k==flag1)
						list1.set(flag1,list.get(j).address);
				}
				/*System.out.println("置换出第"+flag1);
				for(int k=0;k<num.length-1;k++)
					System.out.print(num[k]+" ");
				System.out.println(num[num.length-1]);*/
			}
		}
		count/=320;
		count=1-count;
		System.out.println(df.format(count));
		list1.clear();
		Arrays.fill(num, 0);
	}
	public static void FIFO(int i)//先进先出算法
	{
		List<Integer>list1=new ArrayList<Integer>();
		int flag=0;
		double count=0;
		for(int j=0;j<list.size();j++)//还是先将整个list1压满再说
		{
			if(list1.size()==i)
			{
				flag=j;
				break;
			}
			else if(!list1.contains(list.get(j).address))
			{
				list1.add(list.get(j).address);
				count++;
			}
		}
		for(int j=flag;j<list.size();j++)//因为是先进先出，那么这个理念就特别满足队列的使用范围，因为队列中最先进去的元素最后会在哪里呢，
			                             //想想就知道是在对头元素呀，最晚进入的元素就是队尾刚刚被压入的队尾元素
		{
			if(!list1.contains(list.get(j).address))
			{
				count++;
				list1.remove(0);
				list1.add(list.get(j).address);
			}
		}
		count/=320;
		count=1-count;
		System.out.println(df.format(count));
		list1.clear();
	}
	public static void LFU(int i)//最少使用算法
	{
		
	}
	public static void optimal(int i)//最佳置换算法
	{
		List<Integer>list1=new ArrayList<Integer>();
		int []num1=new int [i];//记录每个已经压入的页号在之后最近出现的时间
		int flag=0;
		int count=0;
		for(int j=0;j<list.size();j++)
		{
			if(list1.size()==i)
			{
				flag=j;
				break;
			}
			else if(!list1.contains(list.get(j).address))
			{
				list1.add(list.get(j).address);
				count++;
			}	
		}
		for(int j=flag;j<list.size();j++)
		{
			if(!list1.contains(list.get(j).address))
			{
				for(int k=0;k<i;k++)
				{
				}
			}
		}
	}
	public static void xunhuan()
	{
		Scanner sc=new Scanner(System.in);
		int n=sc.nextInt();
		while(n>4||n<1)
		{
			System.out.println("输入的算法号码不存在！！！");
			n=sc.nextInt();
		}
		if(n==1)
		{
			for(int i=2;i<33;i++)
			{
				 System.out.print("地址块为"+i+"时的命中率:");
				 
			}
		}
		else if(n==2)
		{
			for(int i=2;i<33;i++)
			{
				System.out.print("地址块为"+i+"时的命中率:");
			    //System.out.print("地址块为"+10+"时的命中率:");
				LRU(i);
				//LRU(10);
			}
		}
		else if(n==3)
		{
			for(int i=2;i<33;i++)
			{
				System.out.print("地址块为"+i+"时的命中率:");  
				FIFO(i);
			}
		}
		else 
		{
			for(int i=2;i<33;i++)
			{
				System.out.print("地址块为"+i+"时的命中率:");  
			}
		}
	}
	public static void main(String[] args)
	{
		System.out.println("开始存储管理");
		System.out.println("地址流正在产生，请稍等:");
		int count=0;
		num=new int [320];
		node1=new node[320];
		while(count!=320)//按照要求开始产生相应的地址流
		{
			int i=figure(0, 319);
			num[count]=i;
			count++;
			int j=figure(0, i+1);
			num[count]=j;
			count++;
			num[count]=j+1;
			count++;
			num[count]=figure(j+2, 319);
			count++;
		}
		System.out.println("地址流产生:");//打印地址流
		for(int i=0;i<320;i++)
		{
			if((i-9)%10==0)
				System.out.println(num[i]);
			else
				System.out.print(num[i]+" ");
		}
		for(int i=0;i<320;i++)
		{
			node1[i]=new node();
			node1[i].zhiling=num[i];
			node1[i].address=num[i]/10;
			list.add(node1[i]);
		}
		/*for(int i=0;i<320;i++)
		{
			System.out.println(list.get(i).zhiling+" "+list.get(i).address);
		}*/
		/*System.out.println("地址页号产生:");
		for(int i=0;i<32;i++)
		{
			System.out.println("第"+i+"页号内容如下");
			for(int j=0;j<9;j++)
				System.out.print(num[10*i+j]+" ");
			System.out.println(num[10*i+9]);
		}*/
		System.out.println("1.Optimization algorithm(最佳置换算法)");
		System.out.println("2.Least recently used algorithm(最近最久未使用算法)");
		System.out.println("3.First in first out algorithm(先进先出页面置换算法)");
		System.out.println("4.Least frequently used algorithm(最少未使用算法)");
		System.out.println("请选择以下的淘汰算法的号码:");
		Scanner sc=new Scanner(System.in);
		xunhuan();
		System.out.println("是否继续选择其他的页面置换算法");
		System.out.println("输入Y或者N");
		String str=sc.next();
		while(str.equals("Y"))
		{
			System.out.println("1.Optimization algorithm(最佳置换算法)");
			System.out.println("2.Least recently used algorithm(最近最久未使用算法)");
			System.out.println("3.First in first out algorithm(先进先出页面置换算法)");
			System.out.println("4.Least frequently used algorithm(最少未使用算法)");
			System.out.println("请选择以下的淘汰算法的号码:");
			xunhuan();
			System.out.println("是否继续选择其他的页面置换算法");
			System.out.println("输入Y或者N");
			str=sc.next();
		}	
	}
	static class node
	{
		int zhiling;
		int address;
		public node() {
			// TODO Auto-generated constructor stub
		}
	}
}