「LeetCode每日一题」—— 460. LFU缓存
460. LFU缓存
题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/lfu-cache/
难度:困难
题目
点击原文链接跳转查看题目
请你为 最不经常使用(LFU)缓存算法设计并实现数据结构。它应该支持以下操作:get 和 put。
get(key) - 如果键存在于缓存中,则获取键的值(总是正数),否则返回 -1。
put(key, value) - 如果键不存在,请设置或插入值。当缓存达到其容量时,则应该在插入新项之前,使最不经常使用的项无效。在此问题中,当存在平局(即两个或更多个键具有相同使用频率)时,应该去除 最近 最少使用的键。
「项的使用次数」就是自插入该项以来对其调用 get 和 put 函数的次数之和。使用次数会在对应项被移除后置为 0 。
进阶:
你是否可以在 O(1) 时间复杂度内执行两项操作?
示例:
LFUCache cache = new LFUCache( 2 );
cache.put(1, 1);
cache.put(2, 2);
cache.get(1); // 返回 1
cache.put(3, 3); // 去除 key 2
cache.get(2); // 返回 -1 (未找到key 2)
cache.get(3); // 返回 3
cache.put(4, 4); // 去除 key 1
cache.get(1); // 返回 -1 (未找到 key 1)
cache.get(3); // 返回 3
cache.get(4); // 返回 4
思路
题目的难度在增加,继续今天的题目。以后不再显示题目,你可以复制链接到浏览器查看,也可以点击原文链接跳转访问题目。
先不管O(1)实现,如果按照常规的思路来讲。
我们维护一个有序list和dict,list中有key,频率,时间。dict里面有{key: 值,频率,时间},每次从key里取值和频率,再根据频率时间在key列表中找到记录移除并使用二分插入一个。
O(1)时间复杂度的方案,大家可以参考题解,上面这个思路比O(1)的好理解一点。
代码见解决方案。
方案代码
解决方案:
from bisect import bisect_left, insort
class LFUCache:
def __init__(self, capacity: int):
self.cap, self.tick = capacity, 0 # 容量和计时
self.his = [] # 元素形式为:(freq, tick, key)
self.dic = {} # 键值对形式为:key:[val, freq, tick]
def get(self, key: int) -> int:
if key not in self.dic: # key不存在
return -1
self.tick += 1 # 计时
val, freq, tick = self.dic[key] # 取出值、频率和时间
self.dic[key][1] += 1 # 将频率+1
self.his.pop(bisect_left(self.his, (freq, tick, key))) # 找到history里的记录并移除
insort(self.his, (freq+1, self.tick, key)) # 将更新后的记录二分插入
return val
def put(self, key: int, value: int) -> None:
if not self.cap:
return
self.tick += 1
if key in self.dic:
_, freq, tick = self.dic[key] # 取出频率和时间
self.dic[key][:] = value, freq+1, self.tick # 更新值、频率和计时
self.his.pop(bisect_left(self.his, (freq, tick, key))) # 找到history里的记录并移除
insort(self.his, (freq+1, self.tick, key)) # 将更新后的记录二分插入
else: # 无该记录
self.dic[key] = [value, 1, self.tick]
if len(self.his) == self.cap: # history容量已满
del self.dic[self.his.pop(0)[2]] # 移除history首个元素即对应的键值对
insort(self.his, (1, self.tick, key)) # 将新记录插入history
原创文章,作者:flypython,如若转载,请注明出处:http://flypython.com/algorithm/leetcode/309.html
您必须登录才能发表评论。