LRU(最近最少使用淘汰算法)基本实现

LRU(Least Recently Used)

出发点：在页式存储管理中，如果一页很长时间未被访问，则它在最近一段时间内也不会被访问，即时间局部性，那我们就把它调出（置换出）内存，相反的，如果一个数据刚刚被访问过，那么该数据很大概率会在未来一段时间内访问。

可以使用栈、队列、链表来简单实现，在InnoDB中，使用适应性hash，来实现热点页的查找（因为快速）。

1. 用栈（数组模拟）简单实现访页逻辑：

 #include <iostream>
 using namespace std;
 
 void conduct(int Size, int Num, int A[]);//处理函数
 void print(int a[], int num);//输出函数
 
 int main()
 {
     int stack_size, num, i, acess[];
     cout << "输入栈空间：" ;
     cin >> stack_size;
     cout << "输入进程数(Max=100):" ;
     cin >> num;
 
     cout << "输入进程访页顺序：" ;
     for(i=; i<num; i++)
     {
         cin >> acess[i];
     }
 
     conduct(stack_size, num, acess);
 
     return ;
 }
 
 void conduct(int Size, int Num, int A[])
 {
     int j, k, Stack[Size];
     for(j=; j<Size; j++)
     {
         cout << "进入：" << A[j] <<endl;
         Stack[j]=A[j];//先处理前几个元素
     }
     int locate;bool flag;
     for(j=Size; j<Num; j++)
     {
         flag=false;
         for(k=; k<Size; k++)
         {
             if(Stack[k]==A[j])
             {
                 flag=true;
                 locate=k;
             }
         }
         if(flag==true)//有重复
         {
             cout << "重复进程：" << A[j] <<endl;
             cout << "取出再压栈" <<endl;
             int tempp;
             for(k=locate; k<Size; k++)
             {
                 Stack[k]=Stack[k+];
             }
             Stack[Size-]=A[j];
             cout << "压栈完成" <<endl;
             cout << "当前顺序：";
 
             print(Stack, Size);
         }
         else
         {
             cout << "非重复，压栈：" << A[j] <<endl;
             for(k=; k<Size-; k++)
             {
                 Stack[k]=Stack[k+];
             }
             Stack[Size-]=A[j];
             cout << "置换完成。" <<endl;
             cout << "当前顺序：";
             print(Stack, Size);
         }
     }
 }
 
 void print(int a[], int num)
 {
     int k;
     for(k=; k<num; k++)
     {
         cout << a[k] << "  ";
     }
     cout << endl;
 }
　　Code：：Blocks 17.12 运行通过！

结果：

2. 使用lis容器实现LRU逻辑

 #include <iostream>
 #include <list>
 #include <vector>
 using namespace std;
 
 class LRU
 {
 public:
     LRU();
     ~LRU();
     void insret(int x);
     void printQ();
 private:
     list<int> lst;
     int count;//当前页数
     int max_size = ;//最大容纳页数
 };
 
 LRU::LRU()
 {
     this->count = ;
 }
 
 LRU::~LRU()
 {
 }
 
 //插入算法，先查找，找到先删除再插入；未找到，直接插入
 void LRU::insret(int x)
 {
     cout << "访页:" << x << " ";
     auto res = find(lst.begin(), lst.end(), x);
     if (res != lst.end())
     {
         cout << "(exist)" << " ";
         lst.erase(res);
         lst.push_front(x);
     }
     else
     {
         lst.push_front(x);
         this->count++;
     }
     if (this->count > this->max_size)
     {
         lst.pop_back();
         this->count--;
     }
 
     printQ();
 }
 
 //打印list
 void LRU::printQ()
 {
     list<int>::iterator it = this->lst.begin();
     cout << "当前队列/热点页：";
     for (; it != lst.end(); it++)
     {
         cout << *it << " ";
     }
     cout << "\ndone. size -- " << this->count << "  " << " max_size -- " << this->max_size << endl << endl;
 }
 
 int main()
 {
     LRU lru;
     vector<int> test = {, , , , , , , , , , , , , , , };
     for (int i : test)
         lru.insret(i);
     return ;
 }

结果：