首先定义LFU存储数据节点ListNode的结构, 此结构支持键K和值V的模板，为了在有序元素中实现比较（严格小于），这里需要重载小于号，如果此数据的使用频次最少，则小于结果为true，如果频次相等，轮次早的数据最小。
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template<typename K, typename V>struct ListNode { K key; V value; int freq; long cur; bool operator<(const ListNode &x) const { if (freq < x.freq) return true; else if (freq == x.freq) return cur < x.cur; else return false; }}; |
然后我们来实现lfu类，我们用unordered_map去存key值对应的ListNode，用set<ListNode<K,V>> freq来充当频次的存储容器，使用set的好处是自动排序，频次小的数据迭代器会被排到freq的begin()，删除是只需要erase掉begin所指向的迭代器即可。我们来具体分析get和put操作
- get操作首先去map中查询此key对应ListNode是否存在，如果此数据存在，将其对应的频次+1（这里用reinsert函数实现），如果数据不存在，返回-1。
- put操作也要去map中查询此key对应ListNode是否存在，若存在，直接将ListNode的value更新，并且将其对应的频次+1（同上），否则，在map对应此键值的桶中插入ListNode，然后在freq中将其对应的频次设为1并插入。
完整代码如下：
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#include <map>#include <set>#include <unordered_map>using namespace std;template<typename K, typename V>struct ListNode { K key; V value; int freq; long cur; bool operator<(const ListNode &x) const { if (freq < x.freq) return true; else if (freq == x.freq) return cur < x.cur; else return false; }};template<typename K, typename V>class lfu {private: long cur_rount; int capacity; unordered_map<int, ListNode<K, V>> m; set<ListNode<K, V>> freq;public: lfu(int capacity) { capacity = capacity; cur_rount = 0; } V get(K key) { auto it = m.find(key); if (it == m.end()) return -1; V value = it->second.value; reinsert(it->second); return value; } void put(K key, V value) { if (capacity == 0) return; auto it = m.find(key); if (it != m.end()) { it->second.value = value; reinsert(it->second); return; } if (m.size() == capacity) { const ListNode<K, V> &node = *freq.begin(); m.erase(node.key); freq.erase(node); } ListNode<K, V> node{key, value, 1, ++cur_rount}; m[node.key] = node; freq.insert(node); } void reinsert(ListNode<K, V> &node) { freq.erase(node); ++node.freq; node.cur = ++cur_rount; freq.insert(node); }}; |
这里写了一个简单的主函数去验证，K和V都使用int进行实例化。
可以看到第一次查询，得到key=1的值为8，符合预期，在插入key=7 value=10的ListNode后，LFU频次最低的Key=5 ListNode。此时再去get Key=5的值会得到一个-1，符合预期。
总结
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