简单算法-1

先来先淘汰（FIFO）

package com.itheima.release;

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;

public class FIFO {
    LinkedList<Integer> fifo = new LinkedList<Integer>();
    int size = 3;
    //添加元素
    public void add(int i){
        fifo.addFirst(i);
        if (fifo.size() > size){
            fifo.removeLast();
        }
        print();
    }
    //缓存命中
    public void read(int i){
        Iterator<Integer> iterator = fifo.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            int j = iterator.next();
            if (i == j){
                System.out.println("find it!");
                print();
                return ;
            }
        }
        System.out.println("not found!");
        print();
    }
    //打印缓存
    public void print(){
        System.out.println(this.fifo);
    }
    //测试
    public static void main(String[] args) {
        FIFO fifo = new FIFO();
        System.out.println("add 1-3:");
        fifo.add(1);
        fifo.add(2);
        fifo.add(3);
        System.out.println("add 4:");
        fifo.add(4);
        System.out.println("read 2:");
        fifo.read(2);
        System.out.println("read 100:");
        fifo.read(100);
        System.out.println("add 5:");
        fifo.add(5);
    }
}

3）结果分析

image-20200604155855287

1-3按顺序放入，没有问题
4放入，那么1最早放入，被挤掉
读取2，读到，但是不会影响队列顺序（2依然是时间最老的）
读取100，读不到，也不会产生任何影响
5加入，踢掉了2，而不管2之前有没有被使用（不够理性）

最久未用淘汰（LRU）

package com.itheima.release;

import java.util.Iterator;
import java.util.LinkedList;

public class LRU {
    LinkedList<Integer> lru = new LinkedList<Integer>();
    int size = 3;
    //添加元素
    public void add(int i){
        lru.addFirst(i);
        if (lru.size() > size){
            lru.removeLast();
        }
        print();
    }
    //缓存命中
    public void read(int i){
        Iterator<Integer> iterator = lru.iterator();
        int index = 0;
        while (iterator.hasNext()){
            int j = iterator.next();
            if (i == j){
                System.out.println("find it!");
                lru.remove(index);
                lru.addFirst(j);
                print();
                return ;
            }
            index++;
        }
        System.out.println("not found!");
        print();
    }
    //打印缓存
    public void print(){
        System.out.println(this.lru);
    }
    //测试
    public static void main(String[] args) {
        LRU lru = new LRU();
        System.out.println("add 1-3:");
        lru.add(1);
        lru.add(2);
        lru.add(3);
        System.out.println("add 4:");
        lru.add(4);
        System.out.println("read 2:");
        lru.read(2);
        System.out.println("read 100:");
        lru.read(100);
        System.out.println("add 5:");
        lru.add(5);
    }
}

3）结果分析

image-20200604160326888

1-3加入，没有问题
4加入，踢掉1，没问题
读取2，读到，注意，2被移到了队首！
读取100，读不到，没影响
5加入，因为2之前被用到，不会被剔除，3和4都没人用，但是3更久，被剔除
 

最近最少使用（LFU）

package com.itheima.release;

public class Dto implements Comparable<Dto> {
    private Integer key;
    private int count;
    private long lastTime;

    public Dto(Integer key, int count, long lastTime) {
        this.key = key;
        this.count = count;
        this.lastTime = lastTime;
    }

    @Override
    public int compareTo(Dto o) {
        int compare = Integer.compare(this.count, o.count);
        return compare == 0 ? Long.compare(this.lastTime, o.lastTime) : compare;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return String.format("[key=%s,count=%s,lastTime=%s]",key,count,lastTime);
    }

    public Integer getKey() {
        return key;
    }

    public void setKey(Integer key) {
        this.key = key;
    }

    public int getCount() {
        return count;
    }

    public void setCount(int count) {
        this.count = count;
    }

    public long getLastTime() {
        return lastTime;
    }

    public void setLastTime(long lastTime) {
        this.lastTime = lastTime;
    }
}
 

package com.itheima.release;

import java.util.Collections;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class LFU {
    private final int size = 3;

    private Map<Integer,Integer> cache = new HashMap<>();

    private Map<Integer, Dto> count = new HashMap<>();

    //投放
    public void put(Integer key, Integer value) {
        Integer v = cache.get(key);
        if (v == null) {
            if (cache.size() == size) {
                removeElement();
            }
            count.put(key, new Dto(key, 1, System.currentTimeMillis()));
        } else {
            addCount(key);
        }
        cache.put(key, value);
    }
    //读取
    public Integer get(Integer key) {
        Integer value = cache.get(key);
        if (value != null) {
            addCount(key);
            return value;
        }
        return null;
    }

    //淘汰元素
    private void removeElement() {
        Dto dto  = Collections.min(count.values());
        cache.remove(dto.getKey());
        count.remove(dto.getKey());
    }

    //更新计数器
    private void addCount(Integer key) {
        Dto Dto = count.get(key);
        Dto.setCount(Dto.getCount()+1);
        Dto.setLastTime(System.currentTimeMillis());
    }
    //打印缓存结构和计数器结构
    private void print(){
        System.out.println("cache="+cache);
        System.out.println("count="+count);
    }



    public static void main(String[] args) {
        LFU lfu = new LFU();

        //前3个容量没满，1,2,3均加入
        System.out.println("add 1-3:");
        lfu.put(1, 1);
        lfu.put(2, 2);
        lfu.put(3, 3);
        lfu.print();

        //1,2有访问，3没有，加入4，淘汰3
        System.out.println("read 1,2");
        lfu.get(1);
        lfu.get(2);
        lfu.print();
        System.out.println("add 4:");
        lfu.put(4, 4);
        lfu.print();

        //2=3次，1,4=2次，但是4加入较晚，再加入5时淘汰1
        System.out.println("read 2,4");
        lfu.get(2);
        lfu.get(4);
        lfu.print();
        System.out.println("add 5:");
        lfu.put(5, 5);
        lfu.print();

    }
}
3）结果分析

image-20200604161528512

1-3加入，没问题，计数器为1次
访问1，2，使用次数计数器上升为2次，3没有访问，仍然为1
4加入，3的访问次数最少（1次），所以踢掉3，剩下124
访问2，4，计数器上升，2=3次，1，4=2次，但是1时间久
5加入，踢掉1，最后剩下2，4，5