【Java学习笔记】46：鼠标监听做动态分区分配的FF/BF/WF算法演示

操作系统课的上机题，用JFrame做了一个可视化的演示程序，这次新用到了鼠标监听的知识。

Main.java

//主类public class Main {    static int MAXN=20;//一共20大小的内存    static int k=0;//1:FF/2:BF/3:WF选择算法    static String sf=null;//用来拼接给JFrame的标题    public static void main(String[] args) {        Input ip=new Input();//输入窗口        while(0==Main.k)//等待输入条件成立        {            //在我这个jdk下必须要做事情而不能用空语句            //不要使用println,可以观察下控制台右边的下拉栏            //在以前做棋盘覆盖时候竟然没发现这件事            System.out.print("");        }        //用来拼接给JFrame的标题        switch(Main.k) {        case 1:            Main.sf="FF首次适应";            FF f=new FF();            f.Show();            break;        case 2:            Main.sf="BF最佳适应";            BF b=new BF();            b.Show();            break;        case 3:            Main.sf="WF最坏适应";            WF w=new WF();            w.Show();            break;        default:            Main.sf="程序逻辑有问题！";            break;        }        //System.out.println(Main.k);    }}

TwoList.java

这个类抽取了三个算法演示中共同的成分，是这个程序的核心部分。

import java.awt.Color;import java.awt.Container;import java.awt.event.ActionListener;import java.awt.event.KeyEvent;import java.awt.event.KeyListener;import java.awt.event.MouseEvent;import java.awt.event.MouseListener;import java.util.Collections;import java.util.Comparator;import java.util.LinkedList;import java.util.List;import java.util.Random;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JLabel;import javax.swing.JPanel;import javax.swing.JTextField;//三种算法的共同父类abstract class TwoList    extends JFrame    implements ActionListener,MouseListener{    private int NN=3;//初始化时候要插入的块数    private int NZ=1;//初始化时每个块占用的格子数    Container con;//顶层容器    JPanel jp;//中间容器    JLabel title;//大标题    JLabel[] mm;//模拟主存的数组    JTextField tf;//文本框    JButton jb;//按钮    int MX=-1,MY=-1;//鼠标位置    //FF算法用到的数据结构    List<Job> fll=new LinkedList<Job>();//满链    List<EPTBlock> ept=new LinkedList<EPTBlock>();//空闲链    //Queue<Job> fll=new PriorityQueue<Job>(Main.MAXN,cmp);//满队    //有关Job地址的匿名比较器    public static Comparator<Job> cmpj = new Comparator<Job>(){        @Override        public int compare(Job i, Job j) {            return (i.JAdd-j.JAdd);//这样优先级队列中是地址小的先出        }    };    //有关EPTBlock地址的匿名比较器    public static Comparator<EPTBlock> cmpe = new Comparator<EPTBlock>(){        @Override        public int compare(EPTBlock i, EPTBlock j) {            return (i.EAdd-j.EAdd);//这样优先级队列中是地址小的先出        }    };    //自己用的：按地址插入    private boolean AdCheck(int A,int L){        //遍历整个空闲链        for(EPTBlock e:ept) {            //若A和L都没问题,即块落在这个范围            if(A>=e.EAdd && A+L<=e.EAdd+e.ELen) {                   //对满链的操作                Job j=new Job(A,L);                fll.add(j);                //对空闲链的操作                ept.remove(e);//先将e移除                //如果A比块起始地址大,肯定有个左边小块                if(A>e.EAdd)                    ept.add(new EPTBlock(e.EAdd,A-e.EAdd));                //如果末地址没到块末,肯定有个右边小块                if(A+L<e.EAdd+e.ELen)                    ept.add(new EPTBlock(A+L,e.EAdd+e.ELen-A-L));                return true;//返回true表示成功插入                  }        }               return false;    }//End 按地址插入    //构造器    TwoList(){        /*①JFrame窗体名*/        super(Main.sf+"算法演示");        /*②随机插入一些小Job形成分区*/        ept.add(new EPTBlock(0,Main.MAXN));        //随机数的最大最小值        int rdmax=Main.MAXN;        int rdmin=0;        //随机数生成器        Random rd=new Random();        //插入NN个小Job,长度都是NZ,用NN的减少确认插入了NN次        while(0!=this.NN){            //生成整个范围内的随机数s表示地址            int s=rd.nextInt(rdmax)%(rdmax-rdmin+1)+rdmin;            //按地址插入            if(this.AdCheck(s,this.NZ)==true)                this.NN--;//仅当成功插入时才减少        }        /*③构造并显示最初的窗口*/        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);//按关闭时:退出        setLocation(200,130);//位置        setSize(650,300);//尺寸//        setExtendedState(MAXIMIZED_BOTH);//扩展状态:最大化        //初始化顶层容器Container和中间容器JPanel        con=getContentPane();//顶层容器直接从JFrame获得        jp=new JPanel();//初始化一个中间容器JPanel        //布局设为空,这样JLabel才能用setBounds        jp.setLayout(null);        //大标题        title=new JLabel(Main.sf+"算法演示");        title.setFont(new java.awt.Font("Dialog",1,30));//字体,加粗,字号         title.setBounds(185,10, 350, 50);//位置和大小(横纵横纵)        title.setForeground(Color.blue);//颜色        //为模拟主存的数组分配空间        mm=new JLabel[Main.MAXN];        for(int i=0;i<Main.MAXN;i++)        {            mm[i]=new JLabel();            mm[i].setBounds(600/Main.MAXN*i+25,                    80,                    600/Main.MAXN,                    100);            mm[i].setOpaque(true);//设置非透明            /*            //设置绿颜色表示空闲,交叉以区分            mm[i].setBackground(new Color(0x66BB6A));*/            jp.add(mm[i]);//嵌套给中间容器JPanel        }        //文本框和按钮        tf=new JTextField();        tf.setFont(new java.awt.Font("Dialog",1,30));        tf.setBounds(200, 200, 100, 50);        jb=new JButton("尝试插入");        jb.setBounds(350, 200, 100, 50);        /*键盘事件：判断键入的是否为数字*/        tf.addKeyListener(new KeyListener() {              @Override              public void keyTyped(KeyEvent e) {                  int temp = e.getKeyChar();//ASCII码                 if(temp == 10){//按回车时                  }                else if(temp != 8)//没有按backspace时                  {                    //下面检查是不是在0~9之间                    if(temp>57){                          e.consume();//如果不是则消除key事件,也就是按了键盘以后没有反应;                     }else if(temp<48){                          e.consume();                      }                  }                    }              @Override            public void keyReleased(KeyEvent e) {                  // TODO Auto-generated method stub              }              @Override              public void keyPressed(KeyEvent e) {                  // TODO Auto-generated method stub                    }              });        //为按钮添加动作响应        jb.addActionListener(this);        //为JPanel添加鼠标事件        jp.addMouseListener(this);        //继续做容器嵌套        jp.add(tf);        jp.add(jb);        jp.add(title);        con.add(jp);        setVisible(true);//设置可见    }//End 构造器    //显示两个链表    void Show(){        //打印前两个List按地址排序,以保证奇偶交叉着色        Collections.sort(fll,cmpj);        Collections.sort(ept,cmpe);        //打印到控制台一份,又显示在界面上一份        System.out.println("满链：");        int i=0;        for(Job j:this.fll)        {            System.out.print(j+",");            i++;            if(i%2==0)//奇偶交叉着色            {                for(int k=j.JAdd;                        k<j.JAdd+j.JLen;                        k++) {                    //设置颜色                    mm[k].setBackground(new Color(0xE91E63));                }            }            else                for(int k=j.JAdd;                        k<j.JAdd+j.JLen;                        k++) {                    //设置相似但能区分的颜色                    mm[k].setBackground(new Color(0xEF5350));                }        }        System.out.println("");        System.out.println("空闲链：");        i=0;        for(EPTBlock e:this.ept)        {            System.out.print(e+",");            i++;            if(i%2==0)//奇偶交叉着色            {                for(int k=e.EAdd;                        k<e.EAdd+e.ELen;                        k++) {                    //设置颜色                    mm[k].setBackground(new Color(0x1E88E5));                }            }            else                for(int k=e.EAdd;                        k<e.EAdd+e.ELen;                        k++) {                    //设置相似但能区分的颜色                    mm[k].setBackground(new Color(0x5C68C0));                }        }        System.out.println("");        /*        for(int i=0;i<fll.size();i++) {            if(i%2==0)//奇偶交叉着色            {                for(int j=fll.get(i).JAdd;                        j<fll.get(i).JAdd+fll.get(i).JLen;                        j++) {                    //设置颜色                    mm[j].setBackground(new Color(0xE91E63));                }            }            else                for(int j=fll.get(i).JAdd;                        j<fll.get(i).JAdd+fll.get(i).JLen;                        j++) {                    //设置相似但能区分的颜色                    mm[j].setBackground(new Color(0xEF5350));                }        }*/    }//End Show()    //单击(以回收内存)    @Override      public void mouseClicked(MouseEvent e) {        this.MX=e.getX();        this.MY=e.getY();        //System.out.println(this.MX+","+this.MY);        //判断在这个框内        if(this.MY<180 && this.MY>80                && this.MX>25 && this.MX<625){            //计算出i值,即落在哪个最小子块里            int i=(this.MX-25)*Main.MAXN/600;            //遍历整个满链来查这个i是否是满的位置            for(int j=0;j<fll.size();j++) {                Job J=fll.get(j);                //如果能找到这个点,说明单击了满链上的一块                if(J.JAdd<=i && i<J.JAdd+J.JLen) {                    boolean lft=true,rgt=true;//用于记录左右有没有块                    //判断左边是不是没有空间或者被满块堵上                    if(J.JAdd==0 || (j!=0 &&                            fll.get(j-1).JAdd+fll.get(j-1).JLen==J.JAdd))                        lft=false;//记录左边没有空块                    //判断右边是不是没有空间或者被满块堵上                    if(J.JAdd+J.JLen==Main.MAXN || (j!=fll.size()-1 &&                            fll.get(j+1).JAdd==J.JAdd+J.JLen))                        rgt=false;//记录右边没有空块                    //回收操作:分4种情况                    if(lft==false && rgt==false){                        //System.out.println("1");                        EPTBlock ep=new EPTBlock(J.JAdd,J.JLen);                        ept.add(ep);//添加空块                        fll.remove(j);//移除满块                    }                    else if(lft==false)                    {                        //System.out.println("2");                        //遍历空链去查找右边块                        for(int r=0;r<ept.size();r++) {                            if(ept.get(r).EAdd==J.JAdd+J.JLen)                            {                                ept.get(r).EAdd=J.JAdd;                                ept.get(r).ELen+=J.JLen;                                fll.remove(j);//移除满块                                break;                            }                        }                    }                    else if(rgt==false)                    {                        //System.out.println("3");                        //遍历空链去查找左边块                        for(int r=0;r<ept.size();r++) {                            if(ept.get(r).EAdd+ept.get(r).ELen==J.JAdd)                            {                                ept.get(r).ELen+=J.JLen;                                fll.remove(j);//移除满块                                break;                            }                        }                    }                    else//双true即都有空块                    {                        //System.out.println("4");                        EPTBlock elft=null;                        EPTBlock ergt=null;                        //遍历空链去查找右/左块                        int r;                        for(r=0;r<ept.size();r++) {                            if(ept.get(r).EAdd==J.JAdd+J.JLen)//右块                            {                                ergt=ept.get(r);                                break;//找到右块后可以直接结束循环了!                            }                            else if(ept.get(r).EAdd+ept.get(r).ELen==J.JAdd)//左块                                elft=ept.get(r);                        }                        elft.ELen+=ergt.ELen+J.JLen;                        ept.remove(r);//移除右空块                        fll.remove(j);//移除满块                    }                    break;//合并完就不用再继续循环了                }//End if能找到这个点            }//End for遍历整个满链来查i        }//End if在这个框内        this.Show();    }    //按下    @Override    public void mousePressed(MouseEvent e) {        // TODO Auto-generated method stub    }    //松开    @Override    public void mouseReleased(MouseEvent e) {        // TODO Auto-generated method stub    }    //移入    @Override    public void mouseEntered(MouseEvent e) {        // TODO Auto-generated method stub    }    //移出    @Override    public void mouseExited(MouseEvent e) {        //记录移出        this.MX=-1;        this.MY=-1;    }}

Job.java

//作业块：有起始地址,长度,是否已进入内存class Job {    int JAdd;    int JLen;    boolean JP;//是否已分配内存    Job(int A,int L){        this.JAdd=A;        this.JLen=L;        this.JP=false;//初始未分配内存    }    @Override    public String toString() {        return "("+JAdd+","+JLen+")";    }}

EPTBlock.java

//空闲块：有起始地址,长度class EPTBlock {    public int EAdd;    public int ELen;    EPTBlock(int A,int L){        this.EAdd=A;        this.ELen=L;    }    @Override    public String toString() {        return "("+EAdd+","+ELen+")";    }}

Input.java

import java.awt.Container;import java.awt.event.ActionEvent;import java.awt.event.ActionListener;import java.awt.event.KeyEvent;import java.awt.event.KeyListener;import javax.swing.JButton;import javax.swing.JFrame;import javax.swing.JOptionPane;import javax.swing.JPanel;import javax.swing.JTextField;class Input extends JFrame implements ActionListener{    static int k=0;//输入的值    Container con;//顶层容器    JPanel jp;//中间容器    JTextField tf;//文本框    JButton jb;//按钮    //构造器    Input()    {        /*关于窗体*/        super("输入1:FF/2:BF/3:WF以选择算法！");        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);//按关闭时:退出        setExtendedState(NORMAL);//扩展状态        setLocation(400,250);//位置        setSize(300,80);//尺寸        /*初始化顶层容器Container和中间容器JPanel*/        con=getContentPane();//顶层容器直接从JFrame获得        jp=new JPanel();//初始化一个中间容器JPanel        /*初始化其它容器*/        tf=new JTextField(10);//文本框        jb=new JButton("开始演示");//按钮        /*键盘事件：判断键入的是否为数字*/        tf.addKeyListener(new KeyListener() {              @Override              public void keyTyped(KeyEvent e) {                  int temp = e.getKeyChar();//ASCII码                 if(temp == 10){//按回车时                  }                else if(temp != 8)//没有按backspace时                  {                    //下面检查是不是在0~9之间                    if(temp>57){                          e.consume();//如果不是则消除key事件,也就是按了键盘以后没有反应;                     }else if(temp<48){                          e.consume();                      }                  }                    }              @Override              public void keyReleased(KeyEvent e) {                  // TODO Auto-generated method stub              }              @Override              public void keyPressed(KeyEvent e) {                  // TODO Auto-generated method stub                    }              });        //为按钮添加动作响应        jb.addActionListener(this);        //以下容器嵌套给了JPanel        jp.add(tf);        jp.add(jb);        //最后顶层容器Container里嵌套了这个JPanel        con.add(jp);        setVisible(true);    }//end of构造器    //动作监听并响应    public void actionPerformed(ActionEvent e)    {        String cmd = e.getActionCommand();// 根据动作命令,来进行分别处理        if (cmd.equals("开始演示"))//单击按钮时        {            String s_num=tf.getText();//获取内容            if(s_num.equals(""))//没输入东西            {                JOptionPane.showMessageDialog(null, "请输入1~3之间的数字!");                return ;            }            k=Integer.parseInt(s_num);//转换成数字            //System.out.println(k);            if(k<1 || k>3)                JOptionPane.showMessageDialog(null, "请输入1~3之间的数字!");            else//输入正确，交给Main来开始另一个JFrame            {                Main.k=this.k;//把值传给Main类                this.dispose();//本窗口销毁            }        }    }//end of动作监听}

FF.java

import java.awt.event.ActionEvent;import javax.swing.JOptionPane;//FF首次适应算法(继承TwoList)class FF extends TwoList{    //FF式空闲检查并插入    private boolean EPTCheck(int L){        //遍历整个空闲链        for(EPTBlock e:ept) {            if(L<=e.ELen) {//若需要的L不超过这个空闲块的长度                //对满链的操作                Job j=new Job(e.EAdd,L);                fll.add(j);                //对空闲链的操作                e.EAdd+=L;//分配后起始地址+L                e.ELen-=L;//剩余长度减去L                //维护空闲链                if(e.ELen==0)//如果已经没有剩余了                    ept.remove(e);//将e移除                return true;//返回true表示成功插入                  }        }        return false;    }    //FF构造器    FF(){        super();    }    @Override    void Show() {        // TODO Auto-generated method stub        super.Show();    }    //动作监听并响应    @Override    public void actionPerformed(ActionEvent e)    {        String cmd = e.getActionCommand();// 根据动作命令,来进行分别处理        //单击按钮时        if (cmd.equals("尝试插入"))        {            String s_num=tf.getText();//获取内容            if(s_num.equals(""))//没输入东西            {                JOptionPane.showMessageDialog(null, "还没输入块大小呢！");                return ;            }            int k=Integer.parseInt(s_num);//转换成数字            //System.out.println(k);            if(k<1 || k>Main.MAXN)                JOptionPane.showMessageDialog(null, "不在1~MAXN内！");            else//输入正确,尝试做FF算法插入            {               if(this.EPTCheck(k)==false)                   JOptionPane.showMessageDialog(null,"不够插");               else                   this.Show();            }        }    }//end of动作监听}

BF.java

import java.awt.event.ActionEvent;import java.util.Collections;import java.util.Comparator;import javax.swing.JOptionPane;//BF最佳适应算法(继承TwoList)class BF extends TwoList{    //有关EPTBlock块大小的匿名比较器(从小到大)    public static Comparator<EPTBlock> cmpBF = new Comparator<EPTBlock>(){        @Override        public int compare(EPTBlock i, EPTBlock j) {            return (i.ELen-j.ELen);//这样优先级队列中是块小的先出        }    };    //BF式空闲检查并插入    private boolean EPTCheck(int L){        //插入前把空闲链按块从小到大排序        Collections.sort(ept,cmpBF);        //遍历整个空闲链        for(EPTBlock e:ept) {            if(L<=e.ELen) {//若需要的L不超过这个空闲块的长度                //对满链的操作                Job j=new Job(e.EAdd,L);                fll.add(j);                //对空闲链的操作                e.EAdd+=L;//分配后起始地址+L                e.ELen-=L;//剩余长度减去L                //维护空闲链                if(e.ELen==0)//如果已经没有剩余了                    ept.remove(e);//将e移除                return true;//返回true表示成功插入                  }        }        return false;    }    //BF构造器    BF(){        super();    }    @Override    void Show() {        // TODO Auto-generated method stub        super.Show();    }    //动作监听并响应    @Override    public void actionPerformed(ActionEvent e)    {        String cmd = e.getActionCommand();// 根据动作命令,来进行分别处理        //单击按钮时        if (cmd.equals("尝试插入"))        {            String s_num=tf.getText();//获取内容            if(s_num.equals(""))//没输入东西            {                JOptionPane.showMessageDialog(null, "还没输入块大小呢！");                return ;            }            int k=Integer.parseInt(s_num);//转换成数字            //System.out.println(k);            if(k<1 || k>Main.MAXN)                JOptionPane.showMessageDialog(null, "不在1~MAXN内！");            else//输入正确,尝试做BF算法插入            {               if(this.EPTCheck(k)==false)                   JOptionPane.showMessageDialog(null,"不够插");               else                   this.Show();            }        }    }//end of动作监听}

WF.java

import java.awt.event.ActionEvent;import java.util.Collections;import java.util.Comparator;import javax.swing.JOptionPane;//WF最坏适应算法(继承TwoList)class WF extends TwoList{    //有关EPTBlock块大小的匿名比较器(从大到小)    public static Comparator<EPTBlock> cmpWF = new Comparator<EPTBlock>(){        @Override        public int compare(EPTBlock i, EPTBlock j) {            return -(i.ELen-j.ELen);//这样优先级队列中是块大的先出        }    };    //WF式空闲检查并插入    private boolean EPTCheck(int L){        //插入前把空闲链按块从大到小排序        Collections.sort(ept,cmpWF);        //遍历整个空闲链        for(EPTBlock e:ept) {            if(L<=e.ELen) {//若需要的L不超过这个空闲块的长度                //对满链的操作                Job j=new Job(e.EAdd,L);                fll.add(j);                //对空闲链的操作                e.EAdd+=L;//分配后起始地址+L                e.ELen-=L;//剩余长度减去L                //维护空闲链                if(e.ELen==0)//如果已经没有剩余了                    ept.remove(e);//将e移除                return true;//返回true表示成功插入                  }        }        return false;    }    //WF构造器    WF(){        super();    }    @Override    void Show() {        // TODO Auto-generated method stub        super.Show();    }    //动作监听并响应    @Override    public void actionPerformed(ActionEvent e)    {        String cmd = e.getActionCommand();// 根据动作命令,来进行分别处理        //单击按钮时        if (cmd.equals("尝试插入"))        {            String s_num=tf.getText();//获取内容            if(s_num.equals(""))//没输入东西            {                JOptionPane.showMessageDialog(null, "还没输入块大小呢！");                return ;            }            int k=Integer.parseInt(s_num);//转换成数字            //System.out.println(k);            if(k<1 || k>Main.MAXN)                JOptionPane.showMessageDialog(null, "不在1~MAXN内！");            else//输入正确,尝试做WF算法插入            {               if(this.EPTCheck(k)==false)                   JOptionPane.showMessageDialog(null,"不够插");               else                   this.Show();            }        }    }//end of动作监听}

运行结果

输入不在范围内的数会被越界检查拦下：

选择WF最坏适应算法：

这个算法是每次选择最大的空闲块去插入，初始状态：

其中蓝色(钴蓝/湖蓝)的表示空闲块，红色(品红/橘红)的是分配出去的内存块。

为了区分开物理上连续但并没有合并的块，对空闲和忙碌的块都设置了两种颜色，交叉分配颜色。即一块连续的颜色表示一块连续的内存(是空闲或者忙碌的)。

插入大小为4的块，在WF算法下选择了最大的那块空内存块：

再插入大小为4的块，这时还是会去选最大的那块空内存块：

这时再插入大小为4的块，已经没有这么大的块了，内存里满是碎片：

用鼠标单击一块红色(品红/橘红)的内存块，就可以回收这块内存了。回收的时候，如果这块内存的两边有空的内存块，会把它们合并到一起成为一个更大的空块。

如点击最中间的细的忙碌内存块：

可以看到两边的空内存也连起来了。

新增整理内存碎片的功能

整理内存碎片即紧凑，类似于磁盘碎片的整理过程。

//新增的TwoList成员属性JButton clr;//整理磁盘碎片

//还要修改之前文本框和按钮的位置//文本框和按钮tf=new JTextField();tf.setFont(new java.awt.Font("Dialog",1,30));tf.setBounds(120, 200, 100, 50);jb=new JButton("尝试插入");jb.setBounds(280, 200, 100, 50);clr=new JButton("整理碎片");clr.setBounds(400, 200, 100, 50);//为新按钮添加动作响应clr.addActionListener(this);//为新按钮做容器嵌套jp.add(clr);

//为FF/BF/WF的成员方法actionPerformed添加这种可能else if(cmd.equals("整理碎片"))    {        Job J=new Job(0,0);//为了防止在空闲链为空时整理碎片出错        //对满链的操作        for(int i=0;i<fll.size();i++)        {            J=fll.get(i);            if(i==0)                J.JAdd=0;            else                J.JAdd=fll.get(i-1).JAdd+fll.get(i-1).JLen;        }        //对空闲链的操作        ept.clear();        System.gc();//立即垃圾回收,强迫症需求        //在空闲链里插入最后的一大块        if(J.JAdd+J.JLen!=Main.MAXN)//仅当内存不满时才插入            ept.add(new EPTBlock(J.JAdd+J.JLen,Main.MAXN-(J.JAdd+J.JLen)));        this.Show();    }

整理碎片后：