設計LRU緩存結構_牛客題霸_牛客網

描述

設計LRU(最近最少使用)緩存結構，該結構在構造時確定大小，假設大小為 k ，并有如下兩個功能

1. set(key, value)：將記錄(key, value)插入該結構

2. get(key)：返回key對應的value值

提示:

1.某個key的set或get操作一旦發生，認為這個key的記錄成了最常使用的，然后都會刷新緩存。

2.當緩存的大小超過k時，移除最不經常使用的記錄。

3.輸入一個二維數組與k，二維數組每一維有2個或者3個數字，第1個數字為opt，第2，3個數字為key，value

若opt=1，接下來兩個整數key,?value，表示set(key,?value)
若opt=2，接下來一個整數key，表示get(key)，若key未出現過或已被移除，則返回-1
對于每個opt=2，輸出一個答案

4.為了方便區分緩存里key與value，下面說明的緩存里key用""號包裹

要求：set和get操作復雜度均為?O(1)

示例1

輸入：

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

復制返回值：

[1,-1]

復制說明：

[1,1,1]，第一個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2表示opt=2，要get(1)，返回是[1]，因為get(1)操作，緩存更新，緩存是{"2"=2,"3"=2,"1"=1} [1,4,4]，第一個1表示opt=1，要set(4,4)，即將(4,4)插入緩存，但是緩存已經達到最大容量3，移除最不經常使用的{"2"=2}，插入{"4"=4}，緩存是{"3"=2,"1"=1,"4"=4} [2,2]，第一個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

復制返回值：

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

復制

備注：

1≤K≤N≤105 ?2×109≤x,y≤2×109

解題報告：

首先設計數據結構使用hash表+鏈表實現。

首先用鏈表來實現頁面緩存。用hash表來快速定位每個key對應的value是什么。方便進行get操作。

AC代碼：

優化后較為簡單的代碼：

即我們調用層，代碼十分清晰。具體實現層，實現了鏈表層面的insert和remove，順便更新下key就可以了。

注意點1：remove函數里面的k_pos.erase操作要放到if內，不然已經return了就不會執行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;} };

重構前較為復雜的代碼：

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

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）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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