Java排列会导致堆空间错误

Question

我有一个程序，它生成数字组合的排列。排列具有给定的大小(在本例中为6)。我的问题是，我得到了一个java.lang.OutOfMemoryError: Java堆空间错误，它具有更大的数字组合。例如，如果我从18个数字中计算出置换，就会得到这样的异常：

Exception in thread "AWT-EventQueue-0" java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space
at javax.swing.text.GapContent.allocateArray(Unknown Source)
at javax.swing.text.GapVector.resize(Unknown Source)
at javax.swing.text.GapVector.shiftEnd(Unknown Source)
at javax.swing.text.GapContent.shiftEnd(Unknown Source)
at javax.swing.text.GapVector.open(Unknown Source)
at javax.swing.text.GapVector.replace(Unknown Source)
at javax.swing.text.GapContent.insertString(Unknown Source)
at javax.swing.text.AbstractDocument.handleInsertString(Unknown Source)
at javax.swing.text.AbstractDocument.insertString(Unknown Source)
at javax.swing.text.PlainDocument.insertString(Unknown Source)
at javax.swing.JTextArea.append(Unknown Source)
at test.permute(test.java:48)
at test.permute(test.java:52)
at test.permute(test.java:52)
at test.permute(test.java:52)
at test.permute(test.java:52)
at test.permute(test.java:52)
at test.permute(test.java:52)
at test.actionPerformed(test.java:74)
at javax.swing.AbstractButton.fireActionPerformed(Unknown Source)
at javax.swing.AbstractButton$Handler.actionPerformed(Unknown Source)
at javax.swing.DefaultButtonModel.fireActionPerformed(Unknown Source)
at javax.swing.DefaultButtonModel.setPressed(Unknown Source)
at javax.swing.plaf.basic.BasicButtonListener.mouseReleased(Unknown Source)
at java.awt.Component.processMouseEvent(Unknown Source)
at javax.swing.JComponent.processMouseEvent(Unknown Source)
at java.awt.Component.processEvent(Unknown Source)
at java.awt.Container.processEvent(Unknown Source)
at java.awt.Component.dispatchEventImpl(Unknown Source)
at java.awt.Container.dispatchEventImpl(Unknown Source)
at java.awt.Component.dispatchEvent(Unknown Source)
at java.awt.LightweightDispatcher.retargetMouseEvent(Unknown Source)

现在看来，这似乎是由打印出JTextArea中的排列引起的，因为如果您查看异常的第一行，就可以在javax.swing.text上看到错误。

下面是我使用的代码：

import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;

import javax.swing.JButton;
import javax.swing.JFrame;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.JScrollPane;
import javax.swing.JTextArea;
import javax.swing.ScrollPaneConstants;

public class test extends JFrame implements ActionListener {

    private JPanel panel;
    private JButton ok;
    private JTextArea text;
    private String str;
    private JScrollPane scroll;

    public test() { 
        panel = new JPanel();
        ok = new JButton("OK");
        ok.addActionListener(this);
        str = ("1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, ");
        text = new JTextArea(str, 16, 16);
        text.setEditable(true); 
        scroll = new JScrollPane(text);
        scroll.setVerticalScrollBarPolicy(ScrollPaneConstants.VERTICAL_SCROLLBAR_AS_NEEDED);


        panel.add(scroll);
        panel.add(ok);
        add(panel); 

        pack();
        setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
        setVisible(true);
    }

    public static void main(String[] args) {
        new test();
    }

    //-----------------------------------------------------------------------------------
    public void permute(java.util.List<Integer> intList, int k, int max) {
          if(k == max) {
            text.append(Arrays.toString(intList.subList(0, max).toArray()).replaceAll( "\\[|\\]", "") + ", \n");
          } else {
            for(int i = k; i < intList.size(); i++){
              java.util.Collections.swap(intList, i, k);
              permute(intList, k+1, max);
              java.util.Collections.swap(intList, k, i);
            }
          }
    }
    //-----------------------------------------------------------------------------------

    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent arg0) {
        String a = text.getText();  
        text.setText("");

        String[] zahlenstring = a.split(", ");
        int[] zahlenint = new int[zahlenstring.length];

        for(int i = 0; i < zahlenstring.length ;i++) {
            zahlenint[i] = Integer.parseInt(zahlenstring[i]); }

        ArrayList<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
        for (int i = 0; i < zahlenint.length; i++) {
            intList.add(zahlenint[i]); }

        permute(intList, 0, 6);    
    }
}

我寻找解决方案，但我主要找到了将ram添加到java或使用多线程的建议，这两者我都不想在这里使用。

现在我的问题是:我如何改进这段代码，这样它就不会再让我感到恶心了？这里还有什么需要改进的吗？

如果你还有问题，你可以在评论中问。提前谢谢。

Answer 1

与其构建一个使用非常大(或不切实际)内存量的字符串，你需要处理每一个被确定的排列。

public static void permute(List<Integer> intList,  Consumer<List<Integer>> permutationConsumer) {
    permute(intList, 0, intList.size(), permutationConsumer);
}

public static void permute(List<Integer> intList, int k, int max, Consumer<List<Integer>> permutationConsumer) {
   if(k == max) {
        permutationConsumer.accept(intList.subList(0, max));
        return;
   }
   for(int i = k; i < intList.size(); i++) {
        Collections.swap(intList, i, k);
        permute(intList, k + 1, max, permutationConsumer);
        Collections.swap(intList, k, i);
   }
}

此解决方案将不再使用任何内存。

若要显示此结果，请执行以下操作

permute(intList, System.out::println);

这不会在显示前生成一个大字符串，因此不会耗尽内存。

Answer 2

当您处理大量的元素时，最好提前计算它们将消耗多少内存。

你的排列会消耗掉

字节，假设每个组合消耗12个字节。因此，消耗的内存总量将在160 of左右。此内存量仅用于将组合存储为字符串。当您将它们添加到TextArea中时，至少需要加倍所需的内存量。

解决内存问题的最简单方法是，一旦计算出排列，就输出它。您可以将其写入控制台或文件。在这种情况下，您将不需要任何额外的内存。

但是，如果您的唯一选择是创建GUI应用程序，那么您可以执行以下操作。首先，您需要认识到至少(13366080 * k)字节用于排列字符串(其中k是每个置换字符串的大小)，13366080 * 16字节用于存储字符串数组和一些额外的内存以使应用程序平稳运行(防止GC暂停)。如果我的计算是正确的，它将是大约500 my的堆内存。

接下来，不应该将字符串直接添加到TextArea中。相反，创建排列的ArrayList<String>，创建ScrollBar，用结果数组的大小初始化它。在ScrollBar的位置变化上，用ScrollBar位置的元素重新初始化TextArea (从滚动条的位置取少量的元素，并将它们作为行添加到TextArea中)。