設(shè)計(jì)LRU緩存結(jié)構(gòu)_牛客題霸_牛客網(wǎng)

描述

設(shè)計(jì)LRU(最近最少使用)緩存結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在構(gòu)造時(shí)確定大小，假設(shè)大小為 k ，并有如下兩個(gè)功能

1. set(key, value)：將記錄(key, value)插入該結(jié)構(gòu)

2. get(key)：返回key對(duì)應(yīng)的value值

提示:

1.某個(gè)key的set或get操作一旦發(fā)生，認(rèn)為這個(gè)key的記錄成了最常使用的，然后都會(huì)刷新緩存。

2.當(dāng)緩存的大小超過(guò)k時(shí)，移除最不經(jīng)常使用的記錄。

3.輸入一個(gè)二維數(shù)組與k，二維數(shù)組每一維有2個(gè)或者3個(gè)數(shù)字，第1個(gè)數(shù)字為opt，第2，3個(gè)數(shù)字為key，value

若opt=1，接下來(lái)兩個(gè)整數(shù)key,?value，表示set(key,?value)
若opt=2，接下來(lái)一個(gè)整數(shù)key，表示get(key)，若key未出現(xiàn)過(guò)或已被移除，則返回-1
對(duì)于每個(gè)opt=2，輸出一個(gè)答案

4.為了方便區(qū)分緩存里key與value，下面說(shuō)明的緩存里key用""號(hào)包裹

要求：set和get操作復(fù)雜度均為?O(1)

示例1

輸入：

[[1,1,1],[1,2,2],[1,3,2],[2,1],[1,4,4],[2,2]],3

復(fù)制返回值：

[1,-1]

復(fù)制說(shuō)明：

[1,1,1]，第一個(gè)1表示opt=1，要set(1,1)，即將(1,1)插入緩存，緩存是{"1"=1} [1,2,2]，第一個(gè)1表示opt=1，要set(2,2)，即將(2,2)插入緩存，緩存是{"1"=1,"2"=2} [1,3,2]，第一個(gè)1表示opt=1，要set(3,2)，即將(3,2)插入緩存，緩存是{"1"=1,"2"=2,"3"=2} [2,1]，第一個(gè)2表示opt=2，要get(1)，返回是[1]，因?yàn)間et(1)操作，緩存更新，緩存是{"2"=2,"3"=2,"1"=1} [1,4,4]，第一個(gè)1表示opt=1，要set(4,4)，即將(4,4)插入緩存，但是緩存已經(jīng)達(dá)到最大容量3，移除最不經(jīng)常使用的{"2"=2}，插入{"4"=4}，緩存是{"3"=2,"1"=1,"4"=4} [2,2]，第一個(gè)2表示opt=2，要get(2)，查找不到，返回是[1,-1]

示例2

輸入：

[[1,1,1],[1,2,2],[2,1],[1,3,3],[2,2],[1,4,4],[2,1],[2,3],[2,4]],2

復(fù)制返回值：

[1,-1,-1,3,4]

復(fù)制

備注：

1≤K≤N≤105 ?2×109≤x,y≤2×109

解題報(bào)告：

首先設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用hash表+鏈表實(shí)現(xiàn)。

首先用鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)頁(yè)面緩存。用hash表來(lái)快速定位每個(gè)key對(duì)應(yīng)的value是什么。方便進(jìn)行g(shù)et操作。

AC代碼：

優(yōu)化后較為簡(jiǎn)單的代碼：

即我們調(diào)用層，代碼十分清晰。具體實(shí)現(xiàn)層，實(shí)現(xiàn)了鏈表層面的insert和remove，順便更新下key就可以了。

注意點(diǎn)1：remove函數(shù)里面的k_pos.erase操作要放到if內(nèi)，不然已經(jīng)return了就不會(huì)執(zhí)行erase了。

class Solution { public:/*** lru design* @param operators int整型vector<vector<>> the ops* @param k int整型 the k* @return int整型vector*/struct Node {int key, val;Node* pre, *nxt;Node(int k, int v):key(k), val(v){}};int K;unordered_map<int, Node*> k_pos;Node* head, *tail;void insert(int key, int value) {Node* newNode = new Node(key, value);newNode->nxt = head->nxt;newNode->pre = head;head->nxt->pre = newNode;head->nxt = newNode;k_pos[key] = newNode;}bool remove(int key) {if(k_pos.find(key) != k_pos.end()) {Node* tar = k_pos[key];tar->pre->nxt = tar->nxt;tar->nxt->pre = tar->pre;delete tar;k_pos.erase(key);return true;}return false;}void set(int key, int value) {remove(key);if(k_pos.size() >= K) {remove(tail->pre->key);}insert(key, value);}int get(int key) {if(k_pos.find(key) != k_pos.end()) {int ret = k_pos[key]->val;remove(key);insert(key, ret);return ret;}return -1;}vector<int> LRU(vector<vector<int> >& operators, int k) {// write code hereK = k;head = new Node(-1, -1);tail = new Node(-1, -1);head->nxt = tail;tail->pre = head;vector<int> ans;for(int i = 0; i<operators.size(); i++) {if(operators[i][0] == 1) {set(operators[i][1], operators[i][2]);} else {ans.push_back(get(operators[i][1]));}}return ans;} };

重構(gòu)前較為復(fù)雜的代碼：

class Solution { public:/*** lru design* @param operators int整型vector<vector<>> the ops* @param k int整型 the k* @return int整型vector*/struct Node {int key, val;Node* pre, *nxt;Node(int k, int v):key(k), val(v){}};int K;unordered_map<int, Node*> k_pos;Node* head, *tail;bool remove(int key) {if(k_pos.find(key) != k_pos.end()) {Node* tar = k_pos[key];tar->pre->nxt = tar->nxt;tar->nxt->pre = tar->pre;delete tar;k_pos.erase(key);return true;}return false;}void set(int key, int value) {remove(key);if(k_pos.size() >= K) {remove(tail->pre->key);}Node* newNode = new Node(key, value);newNode->nxt = head->nxt;newNode->pre = head;head->nxt->pre = newNode;head->nxt = newNode;k_pos[key] = newNode;}int get(int key) {if(k_pos.find(key) != k_pos.end()) {int ret = k_pos[key]->val;remove(key);Node* newNode = new Node(key, ret);newNode->nxt = head->nxt;newNode->pre = head;head->nxt->pre = newNode;head->nxt = newNode;k_pos[key] = newNode;return ret;}return -1;}vector<int> LRU(vector<vector<int> >& operators, int k) {// write code hereK = k;head = new Node(-1, -1);tail = new Node(-1, -1);head->nxt = tail;tail->pre = head;vector<int> ans;for(int i = 0; i<operators.size(); i++) {if(operators[i][0] == 1) {set(operators[i][1], operators[i][2]);} else {ans.push_back(get(operators[i][1]));}}return ans;} };

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【牛客 - NC93】设计LRU缓存结构（模拟）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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