演算法題 LFU快取

題目：

設計並實現最不經常使用（lfu）快取的資料結構。它應該支援以下操作：get 和 put。

get(key) - 如果鍵存在於快取中，則獲取鍵的值（總是正數），否則返回 -1。
put(key, value) - 如果鍵不存在，請設定或插入值。當快取達到其容量時，它應該在插入新專案之前，使最不經常使用的專案無效。在此問題中，當存在平局（即兩個或更多個鍵具有相同使用頻率）時，最近最少使用的鍵將被去除。
高階：你是否可以在 o(1) 時間複雜度內執行兩項操作？
示例：lfucache cache = new lfucache( 2 /* capacity (快取容量) */ );
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

用了當初作業系統課程設計的大概思路實現的lfu，陣列存值的方式，不是最優解

新增快取中未存在的值，則先判斷當前快取容量是否已經滿了，如果當前快取容量滿了，則要先通過lfu進行資料淘汰操作。

插入新的快取值

淘汰資料方法思路

遍歷先存在的所有快取

通過對比每個快取項的訪問時間，以及最後一次訪問時間決定淘汰資料的鍵值

(1)找出訪問次數最少的cacheitem、cache key

(2)如果訪問次數最少的快取鍵存在多個，則通過每個快取cacheitem最後訪問時間判斷哪個是最久沒進行訪問過的，也就是最後一次訪問時間是最早最小的，決定最後淘汰快取key

將遍歷篩選出來需要淘汰的快取key，從快取map中進行delete操作，即刪除淘汰快取

說明下需要更新訪問資訊的兩種情況

優化大概思路

通過雜湊表以及雙向鍊錶維護乙個插入時間有序的資料結構，因為雙向鍊錶中刪除、插入乙個節點的時間複雜度都是o(1)，在進行資料淘汰的時候，可直接刪除有序鍊錶中的head或tail node實現資料淘汰，降低put操作時間複雜度。

go解題**：

type cacheitem struct

type lfucache struct
func
constructor
(capacity int
) lfucache 
}func
(this *lfucache)
get(key int
)int
else
}func
(this *lfucache)
put(key int
, value int
)	this.time++
//命中快取
if this.cachemap[key]
!=nil
//命中快取無需進行下續淘汰，新增操作，直接返回
return}if
len(this.cachemap)
>= this.capacity 
for k, v :=
range this.cachemap 
else
if v.visittimes == eliminatecache.visittimes && v.visittime < eliminatecache.visittime 
}if eliminatekey !=-1
}//新插入資料
this.cachemap[key]
=&cacheitem
}

get：o(1)

put：o(capacity)

LFU演算法實現（460 LFU快取）

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