LFU(최소 자주 사용됨) 캐시 시스템에 대한 데이터 구조를 설계하고 구현한다고 가정합니다. 다음 작업을 지원해야 합니다. -
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get(key) – 키가 캐시에 있으면 키 값을 가져오는 데 사용되며, 그렇지 않으면 -1을 반환합니다.
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put(key, value) – 키가 아직 없는 경우 값을 설정하거나 삽입하는 데 사용됩니다.
캐시가 최대 용량에 도달하면 새 요소를 삽입하기 전에 가장 적게 사용되는 요소를 무효화해야 합니다.
따라서 LFUCache가 용량 2로 초기화되고 이러한 메서드를 호출하면 cache.put(1, 1); 캐시.put(2, 2); 캐시.get(1); 캐시.put(3, 3); 캐시.get(2); 캐시.put(4, 4); 캐시.get(1); 캐시.get(3); 캐시.get(4); 그러면 출력은 각각 1,-1,1,-1,4가 됩니다.
이 문제를 해결하기 위해 다음 단계를 따릅니다. −
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초기화 프로그램은 용량 값을 사용합니다.
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남아 있음 :=용량
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최소 주파수 :=1
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node_for_freq :=삽입 주문에 따라 데이터를 보관할 맵
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node_for_key :=새 지도
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_update() 함수를 정의합니다. 여기에는 키, 값이 필요합니다.
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x, 주파수 :=node_for_key[키]
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키에 해당하는 node_for_freq[freq]에서 요소 삭제
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node_for_freq[least_freq]의 크기가 0과 같으면
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최소 주파수 :=최소 주파수 + 1
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node_for_freq[freq+1, key] :=값, 주파수+1
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node_for_key[키] :=값, 주파수+1
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get() 함수를 정의합니다. 열쇠가 필요합니다
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node_for_key에 없는 키가 0이 아니면
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반환 -1
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값 :=node_for_key[키, 0]
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_update(키, 값)
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반환 값
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함수 put() 을 정의합니다. 여기에는 키, 값이 필요합니다.
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node_for_key의 키가 0이 아니면
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_update(키, 값)
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그렇지 않으면
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node_for_key[키] :=값,1
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node_for_freq[1, 키] :=값, 1
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나머지가 0과 같으면
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제거됨 :=fifo 순서로 node_for_freq[least_freq]에서 하나의 요소 삭제
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node_for_key에서 삭제 요소는 제거된 키에 해당합니다[0]
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그렇지 않으면
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남아 있음 :=남아 있음 - 1
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최소 주파수 :=1
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예시
이해를 돕기 위해 다음 구현을 살펴보겠습니다. −
import collections class LFUCache: def __init__(self, capacity): self.remain = capacity self.least_freq = 1 self.node_for_freq = collections.defaultdict(collections.OrderedDict) self.node_for_key = dict() def _update(self, key, value): _, freq = self.node_for_key[key] self.node_for_freq[freq].pop(key) if len(self.node_for_freq[self.least_freq]) == 0: self.least_freq += 1 self.node_for_freq[freq+1][key] = (value, freq+1) self.node_for_key[key] = (value, freq+1) def get(self, key): if key not in self.node_for_key: return -1 value = self.node_for_key[key][0] self._update(key, value) return value def put(self, key, value): if key in self.node_for_key: self._update(key, value) else: self.node_for_key[key] = (value,1) self.node_for_freq[1][key] = (value,1) if self.remain == 0: removed = self.node_for_freq[self.least_freq].popitem(last=False) self.node_for_key.pop(removed[0]) else: self.remain -= 1 self.least_freq = 1 cache = LFUCache(2) cache.put(1, 1) cache.put(2, 2) print(cache.get(1)) cache.put(3, 3) print(cache.get(2)) cache.put(4, 4) print(cache.get(1)) print(cache.get(3)) print(cache.get(4))
입력
cache.put(1, 1) cache.put(2, 2) cache.get(1) cache.put(3, 3) cache.get(2) cache.put(4, 4) cache.get(1) cache.get(3) cache.get(4)
출력
1 -1 1 -1 4