Bộ đệm LRU
Hướng dẫn chi tiết và cách triển khai Python cho vấn đề 'LRU Cache'.
1. Tìm hiểu
Vấn đề 'LRU Cache' là một thách thức chính trong phần Danh sách liên kết.
Việc triển khai này tập trung vào logic cấp độ dễ trong Python.
Chúng tôi ưu tiên độ chính xác về mặt kỹ thuật và khả năng đọc mã trong các giải pháp được cung cấp của chúng tôi.
2. Real-World Applications
3. Visual Intuition
Trực quan hóa luồng logic cho LRU Cache.
4. Prerequisites
5. Step-by-Step Thinking
1. Understand the problem
Đọc kỹ báo cáo vấn đề về LRU Cache.
2. Formulate brute force
Soạn thảo một giải pháp lặp lại đơn giản.
3. Identify inefficiency
Tìm các phép tính dư thừa.
4. Optimize search path
Sử dụng hàm băm hoặc sắp xếp để tăng tốc quá trình.
5. Final Implementation
Làm sạch mã cho tiêu chuẩn sản xuất.
Tuyên bố vấn đề
Thiết kế cấu trúc dữ liệu tuân theo các ràng buộc của bộ nhớ đệm Ít được sử dụng gần đây nhất (LRU).
Triển khai lớp LRUCache:
- LRUCache(dung lượng: int) - Khởi tạo bộ đệm LRU với dung lượng kích thước dương.
- get(key: int) -> int - Trả về giá trị của khóa nếu khóa tồn tại, nếu không thì trả về -1.
- put(key: int, value: int) -> None - Cập nhật giá trị của khóa nếu khóa tồn tại. Nếu không, hãy thêm cặp khóa-giá trị vào bộ đệm. Nếu số lượng khóa vượt quá dung lượng, hãy loại bỏ khóa ít được sử dụng gần đây nhất.
Mỗi hàm get và put phải chạy ở độ phức tạp thời gian trung bình O(1).
Đầu vào là danh sách các thao tác và danh sách các đối số. Triển khai hàm lruCache(operations: list, arguments: list) -> list trả về danh sách kết quả (Không có kết quả nào cho hàm tạo và đặt).
- •1 <= capacity <= 3000
- •0 <= key <= 10000
- •0 <= value <= 100000
- •At most 200000 calls will be made to get and put
Ví dụ
["LRUCache","put","put","get","put","get","put","get","get","get"], [[2],[1,1],[2,2],[1],[3,3],[2],[4,4],[1],[3],[4]]
[None,None,None,1,None,-1,None,-1,3,4]
Cache capacity is 2. put(1,1), put(2,2), get(1) returns 1. put(3,3) evicts key 2. get(2) returns -1 (evicted). put(4,4) evicts key 1. get(1) returns -1, get(3) returns 3, get(4) returns 4.
Need a Hint?
Edge Cases to Watch
- Cấu trúc đầu vào trống
- Đầu vào phần tử đơn
- Giới hạn số lớn
Sẵn sàng để giải quyết?
Open the problem in PyRun's browser-based Python editor. Your code runs fully offline — no server required.
Thông tin chi tiết và biến thể của cuộc phỏng vấn
Phân tích độ phức tạp
Tại sao thời gian: Directly evaluates all possibilities.
Tại sao không gian: Uses standard local memory.
Tại sao thời gian: Optimized paths reduce total operations.
Tại sao không gian: May trade memory for speed.
Mã Python giải pháp tối ưu hóa
Mã Python giải pháp tối ưu hóa
class DNode:
def __init__(self, key=0, val=0):
self.key = key
self.val = val
self.prev = None
self.next = None
class LRUCacheOpt:
def __init__(self, capacity: int):
self.cap = capacity
self.cache = {}
self.left = DNode(0, 0)
self.right = DNode(0, 0)
self.left.next = self.right
self.right.prev = self.left
def _remove(self, node):
prev, nxt = node.prev, node.next
prev.next = nxt
nxt.prev = prev
def _insert(self, node):
prev, nxt = self.right.prev, self.right
prev.next = node
nxt.prev = node
node.prev = prev
node.next = nxt
def get(self, key: int) -> int:
if key in self.cache:
self._remove(self.cache[key])
self._insert(self.cache[key])
return self.cache[key].val
return -1
def put(self, key: int, value: int) -> None:
if key in self.cache:
self._remove(self.cache[key])
self.cache[key] = DNode(key, value)
self._insert(self.cache[key])
if len(self.cache) > self.cap:
lru = self.left.next
self._remove(lru)
del self.cache[lru.key]Mã Brute Force (Bảo vệ spoiler)
Mã Brute Force (Bảo vệ spoiler)
class LRUCacheBrute:
def __init__(self, capacity: int):
self.cap = capacity
self.cache = {}
self.usage = []
def get(self, key: int) -> int:
if key not in self.cache:
return -1
self.usage.remove(key)
self.usage.append(key)
return self.cache[key]
def put(self, key: int, value: int) -> None:
if key in self.cache:
self.usage.remove(key)
elif len(self.cache) >= self.cap:
lru = self.usage.pop(0)
del self.cache[lru]
self.cache[key] = value
self.usage.append(key)Algorithm Pattern Checklist
When dealing with Linked List data patterns.
- Are constraints clear?
- Is there a linear or logarithmic optimization possible?
Key Revision Notes
Áp dụng các thuộc tính vấn đề của Danh sách liên kết tiêu chuẩn.
Câu hỏi liên quan
PyRun is built and maintained by an independent solo developer. If this helped your interview prep, consider buying a coffee!
Tài nguyên Python được đề xuất
Mở rộng kiến thức của bạn với các hướng dẫn tương tác, bảng ghi chú và so sánh mã có liên quan.
Vòng lặp Python
Tìm hiểu cách sử dụng vòng lặp Python để lặp lại dữ liệu. Nắm vững các phương pháp hay nhất về vòng lặp for, while, ngắt, tiếp tục và lặp bằng các ví dụ tương tác.
Cách sắp xếp danh sách trong Python
Tìm hiểu cách sắp xếp danh sách trong Python bằng phương thức Sort() và hàm Sort(). Khám phá các ví dụ về sắp xếp khóa tùy chỉnh và thứ tự đảo ngược.
Bảng cheat phương thức chuỗi Python
Hướng dẫn tham khảo đầy đủ về thao tác chuỗi Python. Làm chủ định dạng, tìm kiếm, phân tách, thay thế và kiểm tra thuộc tính chuỗi.
Python vs JavaScript: Ngôn ngữ lập trình nào tốt nhất?
So sánh toàn diện giữa Python và JavaScript. Khám phá sự khác biệt về cú pháp, hiệu suất, trường hợp sử dụng (phụ trợ so với giao diện người dùng) và các ví dụ về mã hóa.