Leetcode460.LFU缓存

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• 初刷时间：2023.9.25

• 解题思路：

  • 所需的数据结构：

    • 一个二维数组cache，其中每一项是一个四元组包括{key、value、time、cnt}
    • 一个无序map，记录key 和 cache下标的映射关系
    • 一个set，其中存的每一项都是三元组{cnt、time、idx}，按照从小到大的顺序进行排序

  • 核心思路是，用一个se按照cnt和time从小到大的顺序t维护当前cache中各元素，需要进行替换时直接替换set首迭代器位置的元素

  • 实现get方法：

    • 如果无序map中存在key到idx的映射关系，则返回idx处对应的value
    • 除此之外还要更新set，将旧的三元组删去，并存入新的三元组
    • 如果不存在映射关系，直接返回-1

  • 实现put方法：

    • 如果无序map中存在key到idx的映射关系，修改idx处对应的value，更新set
    • 如果不存在，但cache未满，直接向cache中的空位置插入新元素，同时插入set
    • 如果cache已满，将其替换到set中首迭代器所指向的位置，同时更新set

• 解题代码：

class LFUCache {
public:
    LFUCache(int capacity) {
        len = capacity;
    }
   
    int get(int key) {
        time += 1;
        if(um.count(key))
        {
            int idx = um[key];
            s.erase({cache[idx][3], cache[idx][2], idx});
            cache[idx][2] = time;
            cache[idx][3] += 1;
            s.insert({cache[idx][3], cache[idx][2], idx});
            return cache[idx][1];
        }
        return -1;
    }
   
    void put(int key, int value) {
        time += 1;
        if(um.count(key))
        {
            int idx = um[key];
            s.erase({cache[idx][3], cache[idx][2], idx});
            cache[idx][1] = value;
            cache[idx][2] = time;
            cache[idx][3] += 1;
            s.insert({cache[idx][3], cache[idx][2], idx});
            return;
        }
        if(cache.size() < len)
        {
            int idx = cache.size();
            cache.push_back({key, value, time, 1});
            um[key] = idx;
            s.insert({cache[idx][3], cache[idx][2], idx});
            return;
        }
        //需要替换的情况
        auto it = s.begin();//直接替换开头这项
        int idx = (*it)[2];
        um.erase(cache[idx][0]);
        um[key] = idx;
        cache[idx][0] = key;
        cache[idx][1] = value;
        cache[idx][2] = time;
        cache[idx][3] = 1;
        s.erase(it);
        s.insert({cache[idx][3], cache[idx][2], idx});
    }
    vector> cache;//Key、value、time、cnt
    unordered_map um;//key、idx
    set> s;
    int len;
    int time = 0;
};
/**
 * Your LFUCache object will be instantiated and called as such:
 * LFUCache* obj = new LFUCache(capacity);
 * int param_1 = obj->get(key);
 * obj->put(key,value);
 */