460LFU Cache

题意：设计并实现LFU缓存，需要支持get、set操作，二者的语义描述如下：

get（key）：如果key在缓存中，返回值，否则返回-1；

set（key, value) ：如果key不存在，插入（key， value）。注意问题：1、当缓存满时（达到缓存capacity），先淘汰掉最近使用最少的项；2、当多个key访问频率相同时，淘汰最近没被访问的key。

要求：set/get操作的时间复杂度为O(1)

思路：1、数据结构---->HashMap保存（key， value）映射，

            2、淘汰策略实现-----> HashMap（key， <count，timespan>），其中count是key的访问频率，timespan是计数器表示访问时间，按照count比较优先，其次按照timespan比较，淘汰count、timespan最小的key，该操作的时间复杂度为O(n), 分摊成本为O(1/capacity)

ps：HashMap VS HashTable（HashMap implements Map， HashTable extends Dictionary； HashMap无同步实现，HashTable已实现同步，故HashMap是HashTable的轻量级实现）

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class LFUCache {
	HashMap
   
     map;
	HashMap
    
      lfu; 
	int counter = 0; //count #ops 
	int capacity;
	
	public LFUCache(int capacity){
		if(capacity == 0){
			this.capacity = -1;
			return;
		}
		this.capacity = capacity;
		map = new HashMap<>(capacity);
		lfu = new HashMap<>(capacity);
	}
	
	public void updateAttr(int key){
		if(!lfu.containsKey(key)){
			Attr value = new Attr(0, 0);
			lfu.put(key, value);
		}
		Attr attr = lfu.get(key);
		attr.count++;
		attr.timespan = ++counter;
	}
	
	public int get(int key){
		if(capacity < 0 || !map.containsKey(key))
			return -1;
		updateAttr(key);
		return map.get(key);
	}
	
	public void set(int key, int value){
		if(capacity < 0){
			return;
		}
		if(map.containsKey(key)){
			map.put(key, value); //replace old value with new one
			updateAttr(key);
		}else{
			if(capacity == 0){//run out of cache space
				Integer rev = findLeast();
				map.remove(rev);
				lfu.remove(rev);
				capacity++;
			}
			map.put(key, value);
			capacity--;
			updateAttr(key);
		}
	}
	
	public Integer findLeast(){
		int key = 0;
		Attr attr = new Attr(Integer.MAX_VALUE, 0);
		for(Map.Entry
     
       ety : lfu.entrySet()){
			Attr lbe = ety.getValue();
			if(attr.compareTo(lbe) > 0){
				key = ety.getKey();
				attr = lbe;
			}
		}
		return key;
	}
	
	
	static class Attr implements Comparable
      
       {
		int count;
		int timespan;
		
		public Attr(int count, int timespan) {
			super();
			this.count = count;
			this.timespan = timespan;
		}

		@Override
		public int compareTo(Attr o) {
			if(this.count - o.count != 0)
				return this.count - o.count;
			else{
				return this.timespan - o.timespan;
			}
		}
	}
}