快取策略之LRU和LFU

快取，就是把資料儲存在本地，簡單實用key-value做乙個對映就好了。但為什麼還要快取策略，因為快取的大小需要限制，否則儲存的東西只增不減，時間一長就有很多記憶體浪費。

因為資源總是有限，所以優化，因為優化所以複雜

這個是least recently used的縮寫，即最近最少使用。它的邏輯很簡單：一串資料，a->b->c->d->....->head,新的資料來就壓到頭部，哪個資料用到了也拉到頭部，然後記憶體到了限制額，就丟掉最後的那個。

也就是最近被用到得越多，不管是存還是取，就更能活下來

class lrucache ;
};//頭和尾各設了乙個哨兵指標，方便處理，不用做頭尾的判空
cachenode *head = new cachenode();
cachenode *tail = new cachenode();
int capacity;
int size = 0;
unordered_mapstore;
/** 在頭部插入乙個資料 */
inline void inserthead(cachenode *node)
inline void unbind(cachenode *node)
/** 把節點拉到最前面 */
inline void forword(cachenode *node)
unbind(node);
inserthead(node);
}/** 扔掉最後乙個 */
inline void droptail
() 
friend ostream& operator<<(ostream& os, lrucache &cache)
return os;
}public:
lrucache(int capacity) 
int get(int key) else
}void set(int key, int value) 
auto node = new cachenode(key, value);
store[key] = node;
inserthead(node);
size++;
}else
}};複製**

這是我用雙鏈表實現的乙個lru演算法，快取有兩個關係維護資料：乙個是key-value之間的對映關係，用map字典之類的；另乙個是要維持資料的先後關係，這個先後關係決定了哪些資料會被丟棄，就要類似陣列子類的結構，可以直接使用系統庫提供的陣列，也可以自己用雙鏈表來做。

如果要讓這個演算法更使用，還需要：

這個是least frequently used的縮寫，表示最近最不常用。意思上跟lru好像是一樣的，最大的區別是：lru是使用一次就被提到最前面，而lfu是用一次標記一下，然後按照這個使用次數來排序。換言之，lfu有更精確的統計。

同樣是乙個資料佇列，模擬一下操作過程：

下面是乙個演算法實現，為了提高效率，使用分層結構：把time相同的節點放在乙個佇列裡，然後用乙個大佇列把這些佇列串起來。因為在資料往前提都是直接越過了time相同的那一層，去到上一層的第乙個。如果time相同的資料過多，時間消耗倍增。

class lfucache ;
bool operator==(const keynode &other) const
};struct rownode;
rownode *next = nullptr;
rownode *pre = nullptr;
keynode *keyhead = nullptr;
keynode *keytail = nullptr;
};rownode *lastrow = nullptr;
int capacity = 0;
int storedsize = 0;
unordered_mapstore;
void bringforward(keynode *node)
removekeynode(node);
if (node->row->keyhead == nullptr && node->row == lastrow) 
insertnodetofront(node, prerow);
}inline void insertnodetofront(keynode *node, rownode *row)
node->next = row->keyhead;
node->pre = nullptr;
if (row->keyhead) else
row->keyhead = node;
node->row = row;
}inline void removekeynode(keynode *node)else
}else
if (node->row->keytail == node)
}public:
lfucache(int capacity) 
void set(int key, int value) 
keynode *newnode = nullptr;
if (storedsize == capacity) 
}else
if (lastrow->time != 1) 
store[key] = newnode;
insertnodetofront(newnode, lastrow);
}int get(int key) 
keynode *find = store[key];
bringforward(find);
return find->value;
}};複製**

最後這裡是我的演算法練習庫

快取策略之LRU和LFU

快取淘汰演算法 LRU 和 LFU

LFU快取策略

C 實現快取演算法LRU和LFU

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