LeetCode 460. LFU缓存（哈希双链表）

1. 题目

设计并实现最不经常使用（LFU）缓存的数据结构。它应该支持以下操作：get 和 put。

get(key) - 如果键存在于缓存中，则获取键的值（总是正数），否则返回 -1。
put(key, value) - 如果键不存在，请设置或插入值。
当缓存达到其容量时，它应该在插入新项目之前，使最不经常使用的项目无效。
在此问题中，当存在平局（即两个或更多个键具有相同使用频率）时，最近最少使用的键将被去除。

进阶：
你是否可以在 O(1) 时间复杂度内执行两项操作？

示例：
LFUCache cache = new LFUCache( 2 /* capacity (缓存容量) */ );
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

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/lfu-cache
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2. 解题

类似题目：LeetCode 146. LRU缓存机制（哈希链表）

class node{
public:int k, v, f;node(int key, int val, int freq):k(key),v(val),f(freq){}
};class LFUCache {unordered_map<int, list<node>::iterator> kPos;//key 对应的节点迭代器位置unordered_map<int, list<node>> freq_list;//不同的频数下挂着一条双链表，尾部是最少使用的int cap;int minfreq;//最小的频数int size;
public:LFUCache(int capacity) {cap = capacity;minfreq = 0;size = 0;}int get(int key) {if(kPos.find(key)==kPos.end())return -1;auto it = kPos[key];//找到对应的迭代器int f = it->f;int v = it->v;if(f == minfreq && freq_list[f].size() == 1)minfreq++;//最小的频数的节点只有1个，被移走了，最小频数+1freq_list[f].erase(it);//删除freq_list[++f].push_front(node(key,v,f));//新频数链表加入新节点kPos[key] = freq_list[f].begin();//记录迭代器位置return v;}void put(int key, int value) {if(kPos.find(key)!=kPos.end()){	//存在keyauto it = kPos[key];int f = it->f;if(f == minfreq && freq_list[f].size()==1)minfreq++;freq_list[f].erase(it);freq_list[++f].push_front(node(key,value,f));kPos[key] = freq_list[f].begin();}else if(size < cap)//不存在key，但还可插入{minfreq = 1;//新插入的只有1次freq_list[minfreq].push_front(node(key,value,1));kPos[key] = freq_list[1].begin();size++;}else if(cap != 0 && size == cap)//不存在key，且满了，且容量不为0{auto Node = freq_list[minfreq].back();int k = Node.k;freq_list[minfreq].pop_back();//频数最小的链表末尾的删除kPos.erase(k);//删除末尾key对应的迭代器size--;put(key, value);}}
};