## 前言 最近刷力扣題，對於我這種 0 基礎來說，真的是腦殼疼啊。這個月我估計都是中等和困難題，沒有簡單題了。 幸好，力扣上有各種大牛給寫題解。看著他們行雲流水的程式碼，真的是羨慕不已。讓我印象最深刻的就是人稱 “甜姨” 的知心姐姐，還有名叫威哥的大哥。幾乎每天他們的題解我都是必看的。 甜姨的題解，雖然姿勢很帥，但是對於我這種新手來說，感覺不是太友好，因為思路寫的太少，不是很詳細。所以，每次我看不明白的時候，都得反覆看好幾遍，才能想明白她程式碼中的思路。 上個週末的一道題是，讓實現一個 LFU 快取演算法。經過我幾個小時的研究（其實，應該有8個小時以上了，沒得辦法啊，菜就得多勤奮咯），終於把甜姨的思路整明白了。為了便於以後自己複習，就把整個思路記下來了，並配上圖示和大量程式碼註釋，我相信對於跟我一樣的新手來說，是非常友好的。 經過甜姨同意，參考來源我也會貼出來：[https://leetcode-cn.com/problems/lfu-cache/solution/java-13ms-shuang-100-shuang-xiang-lian-biao-duo-ji/](https://leetcode-cn.com/problems/lfu-cache/solution/java-13ms-shuang-100-shuang-xiang-lian-biao-duo-ji/) 雖然，力扣要求是用時間複雜度 O(1) 來解，但是其它方式我感覺也有必要了解，畢竟是一個由淺到深的過程，自己實現一遍總歸是好的。因此，我就把五種求解方式，從簡單到複雜，都講一遍。 ## LFU實現 力扣原題描述如下： ``` 請你為 最不經常使用（LFU）快取演算法設計並實現資料結構。它應該支援以下操作：get 和 put。 get(key) - 如果鍵存在於快取中，則獲取鍵的值（總是正數），否則返回 -1。 put(key, value) - 如果鍵不存在，請設定或插入值。當快取達到其容量時，則應該在插入新項之前，使最不經常使用的項無效。在此問題中，當存在平局（即兩個或更多個鍵具有相同使用頻率）時，應該去除 最近 最少使用的鍵。 「項的使用次數」就是自插入該項以來對其呼叫 get 和 put 函式的次數之和。使用次數會在對應項被移除後置為 0 。 示例： LFUCache cache = new LFUCache( 2 /* capacity (快取容量) */ ); 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 來源：力扣（LeetCode） 連結：https://leetcode-cn.com/problems/lfu-cache ``` 就是要求我們設計一個 LFU 演算法，根據訪問次數（訪問頻次）大小來判斷應該刪除哪個元素，get和put操作都會增加訪問頻次。當訪問頻次相等時，就判斷哪個元素是最久未使用過的，把它刪除。 因此，這道題需要考慮兩個方面，一個是訪問頻次，一個是訪問時間的先後順序。 ### 方案一：使用優先佇列 **思路：** 我們可以使用JDK提供的優先佇列 PriorityQueue 來實現 。 因為優先佇列內部維護了一個二叉堆，即可以保證每次 poll 元素的時候，都可以根據我們的要求，取出當前所有元素的最大值或是最小值。只需要我們的實體類實現 Comparable 介面就可以了。 因此，我們需要定義一個 Node 來儲存當前元素的訪問頻次 freq，全域性的自增的 index，用於比較大小。然後定義