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C++實現(xiàn)支持泛型的LFU詳解

 更新時間:2021年09月28日 08:36:49   作者:黃楊峻  
這篇文章主要給大家介紹了關于C++實現(xiàn)LFU的相關資料,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家學習或者使用Redis具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面來一起學習學習吧

首先定義LFU存儲數(shù)據(jù)節(jié)點ListNode的結構, 此結構支持鍵K和值V的模板,為了在有序元素中實現(xiàn)比較(嚴格小于),這里需要重載小于號,如果此數(shù)據(jù)的使用頻次最少,則小于結果為true,如果頻次相等,輪次早的數(shù)據(jù)最小。

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;
    }
};

然后我們來實現(xiàn)lfu類,我們用unordered_map去存key值對應的ListNode,用set<ListNode<K,V>> freq來充當頻次的存儲容器,使用set的好處是自動排序,頻次小的數(shù)據(jù)迭代器會被排到freq的begin(),刪除是只需要erase掉begin所指向的迭代器即可。我們來具體分析get和put操作

  • get操作首先去map中查詢此key對應ListNode是否存在,如果此數(shù)據(jù)存在,將其對應的頻次+1(這里用reinsert函數(shù)實現(xiàn)),如果數(shù)據(jù)不存在,返回-1。
  • put操作也要去map中查詢此key對應ListNode是否存在,若存在,直接將ListNode的value更新,并且將其對應的頻次+1(同上),否則,在map對應此鍵值的桶中插入ListNode,然后在freq中將其對應的頻次設為1并插入。

完整代碼如下:

#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);
    }
};

這里寫了一個簡單的主函數(shù)去驗證,K和V都使用int進行實例化。

在這里插入圖片描述

可以看到第一次查詢,得到key=1的值為8,符合預期,在插入key=7 value=10的ListNode后,LFU頻次最低的Key=5 ListNode。此時再去get Key=5的值會得到一個-1,符合預期。

總結

本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來幫助,也希望您能夠多多關注腳本之家的更多內(nèi)容!

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