2021-01-23：LFU手撸，说下时间复杂度和空间复杂度。

福哥答案2021-01-23：
这道题复杂度太高，短时间内很难写出来。面试的时候不建议手撕代码。
一个存节点的map+一个存桶的map+一个存桶的双向链表。桶本身也是一个双向链表。
存节点的map：key是键，value是节点。
存桶的map：key是次数，value是桶。
代码用golang编写，代码如下：

package main

import (
    "container/list"
    "fmt"
)

func main() {
    
    
    cache := Constructor(2)
    cache.Put(1, 1)
    cache.Put(2, 2)
    cache.Get(1)    // 返回 1
    cache.Put(3, 3) // 去除键 2
    cache.Get(2)    // 返回 -1（未找到）
    cache.Get(3)    // 返回 3
    cache.Put(4, 4) // 去除键 1
    cache.Get(1)    // 返回 -1（未找到）
    cache.Get(3)    // 返回 3
    cache.Get(4)    // 返回 4

}

type LFUCache struct {
    
    
    Cap int
    Len int
    //map缓存，键存key，值存kv和前后
    KeyCache map[int]*list.Element //key存键，value存节点

    List *list.List

    FreqCache map[int]*list.Element //key存次数，value存桶
}

func Constructor(capacity int) LFUCache {
    
    
    ret := LFUCache{
    
    }
    ret.Cap = capacity
    ret.KeyCache = make(map[int]*list.Element)  //元素存节点
    ret.FreqCache = make(map[int]*list.Element) //元素存桶
    ret.List = list.New()
    return ret
}

func (this *LFUCache) Get(key int) int {
    
    
    //已经找到当前元素了
    v := this.KeyCache[key]
    if v == nil {
    
    
        fmt.Println(-1)
        return -1
    }
    //移动
    this.curNodeMoveToNextBucket(v)

    //返回当前元素的值
    fmt.Println(v.Value.([]int)[1])
    return v.Value.([]int)[1]
}

//当前节点移动到下一个桶
func (this *LFUCache) curNodeMoveToNextBucket(v *list.Element) {
    
    
    //根据当前节点的次数找到当前桶
    curbucket := this.FreqCache[v.Value.([]int)[2]]

    //找下一桶，找不到创建新桶
    nextbucket := this.FreqCache[v.Value.([]int)[2]+1]
    if nextbucket == nil {
    
    
        nextbucket = this.List.InsertAfter(list.New(), curbucket)
        this.FreqCache[v.Value.([]int)[2]+1] = nextbucket
    }

    //把当前节点放在下一桶里
    //nextbucket.Value.(*list.List).PushBack(v.Value)，这样的代码，leetcode不能通过。原因是元素移动后，已经不是以前的元素了。所以map需要重新赋值。这个错误，我花了1个小时才找到，请谨慎。
    this.KeyCache[v.Value.([]int)[0]] = nextbucket.Value.(*list.List).PushBack(v.Value)

    //当前桶删除当前节点
    curbucket.Value.(*list.List).Remove(v)

    //如果当前桶为空，直接删除当前桶。
    if curbucket.Value.(*list.List).Len() == 0 {
    
    
        this.List.Remove(curbucket)
        delete(this.FreqCache, v.Value.([]int)[2])
    }

    //当前节点次数加1
    v.Value.([]int)[2]++
}

func (this *LFUCache) Put(key int, value int) {
    
    
    if this.Cap == 0 {
    
    
        return
    }
    if v, ok := this.KeyCache[key]; ok {
    
     //缓存里有
        //修改值
        v.Value.([]int)[1] = value

        //移动
        this.curNodeMoveToNextBucket(v)
    } else {
    
     //缓存里没有
        if this.Len == this.Cap {
    
    
            //获取可能需要删除的桶
            deleteBucket := this.List.Front()

            //获取需要删除的元素
            deleteE := deleteBucket.Value.(*list.List).Front()

            //删除元素
            delete(this.KeyCache, deleteE.Value.([]int)[0])
            deleteBucket.Value.(*list.List).Remove(deleteE)

            //可能需要删除的桶如果没有元素，删除桶。并且需要删除的元素的次数不是1
            if deleteBucket.Value.(*list.List).Len() == 0 {
    
    
                this.List.Remove(deleteBucket)
                delete(this.FreqCache, deleteE.Value.([]int)[2])
            }
        } else {
    
    
            this.Len++
        }

        //获取次数为1的桶
        oneTimeBucket := this.FreqCache[1]

        //获取不到就创建桶
        if oneTimeBucket == nil {
    
    
            oneTimeBucket = this.List.PushFront(list.New())
            this.FreqCache[1] = oneTimeBucket
        }

        this.KeyCache[key] = oneTimeBucket.Value.(*list.List).PushBack([]int{
    
    key, value, 1})

    }
}

执行结果如下：

---

评论