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面试题

Create a fast cached storage mechanism that, given a limitation on the amount of cache memory, will ensure that only the least recently used items are discarded when the cache memory is reached when inserting a new item. It supports 2 functions: String get(T t) and void put(String k, T t).

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答案:

解答思路:

为了实现一个快速缓存存储机制,我们需要结合使用哈希表和双向链表。哈希表用于快速查找元素,而双向链表用于维护元素的插入顺序,以实现LRU(最近最少使用)缓存淘汰策略。当缓存内存达到上限时,最久未使用的元素将被丢弃。

最优回答:

为了实现这个缓存存储机制,我们可以采取以下步骤:

  1. 创建一个哈希表用于存储键值对,并提供快速的查找功能。
  2. 创建一个双向链表,用于维护元素的插入顺序。每个节点在链表中表示一个缓存项,包含键、值和最后访问时间。
  3. 当插入一个新的项时(put操作):
    • 在哈希表中查找键是否已经存在。如果存在,则更新该键的值和最后访问时间,并将节点移到链表的尾部。
    • 如果哈希表中不存在该键,且缓存未满,则将新项添加到哈希表和链表的尾部。
    • 如果缓存已满,根据LRU策略移除链表中最久未访问的项(链表头部的项),然后在哈希表和链表中添加新项。
  4. 当获取一个项时(get操作):
    • 在哈希表中查找键对应的值。
    • 如果找到,则更新该节点的最后访问时间并将其移到链表的尾部。
    • 返回所查找的值。

通过结合哈希表和双向链表,我们可以实现快速且有效的LRU缓存机制。

解析:

  • 哈希表:一种以键-值对形式存储数据的数据结构,通过哈希函数快速定位数据的位置。
  • 双向链表:一种链表结构,其中的每个节点都有两个链接,分别指向前一个节点和后一个节点。它允许从任何节点开始向前或向后遍历。
  • LRU缓存淘汰策略:当缓存达到其容量限制时,最近最少使用的项将被移除,以便为新的项腾出空间。这种策略基于这样一个假设:最近使用过的数据在未来被再次使用的可能性更大。

为了实现这个缓存机制,还需要考虑线程安全问题,确保并发访问时的数据一致性。可以通过加锁或其他并发控制机制来实现。此外,为了优化性能,可以考虑使用其他数据结构或技巧,如使用缓存友好的哈希表来减少缓存未命中时的搜索时间。

创作类型:
原创

本文链接:Create a fast cached storage mechanism that, given

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