华为OD机考双机位C卷 - 文件缓存系统 （Java & Python & JS & GO & C++ & C）

文件缓存系统

2026华为OD机试双机位C卷 - 华为OD上机考试双机位C卷

华为OD机试双机位C卷真题目录点击查看: 【全网首发】2026华为OD机位C卷 机考真题题库含考点说明以及在线OJ（OD上机考试双机位C卷）

题目描述

请设计一个文件缓存系统，该文件缓存系统可以指定缓存的最大值（单位为字节）。

文件缓存系统有两种操作：

• 存储文件（put）
• 读取文件（get）

操作命令为：

• put fileName fileSize
• get fileName

存储文件是把文件放入文件缓存系统中；

读取文件是从文件缓存系统中访问已存在，如果文件不存在，则不作任何操作。

当缓存空间不足以存放新的文件时，根据规则删除文件，直到剩余空间满足新的文件大小位置，再存放新文件。

具体的删除规则为：文件访问过后，会更新文件的最近访问时间和总的访问次数，当缓存不够时，按照第一优先顺序为访问次数从少到多，第二顺序为时间从老到新的方式来删除文件。

输入描述

第一行为缓存最大值 m（整数，取值范围为 0 < m ≤ 52428800）

第二行为文件操作序列个数 n（0 ≤ n ≤ 300000）

从第三行起为文件操作序列，每个序列单独一行，文件操作定义为：

op file_name file_size

file_name 是文件名，file_size 是文件大小

输出描述

输出当前文件缓存中的文件名列表，文件名用英文逗号分隔，按字典顺序排序，如：

a,c

如果文件缓存中没有文件，则输出NONE

备注

1. 如果新文件的文件名和文件缓存中已有的文件名相同，则不会放在缓存中
2. 新的文件第一次存入到文件缓存中时，文件的总访问次数不会变化，文件的最近访问时间会更新到最新时间
3. 每次文件访问后，总访问次数加1，最近访问时间更新到最新时间
4. 任何两个文件的最近访问时间不会重复
5. 文件名不会为空，均为小写字母，最大长度为10
6. 缓存空间不足时，不能存放新文件
7. 每个文件大小都是大于 0 的整数

用例1

输入

50
6
put a 10
put b 20
get a
get a
get b
put c 30

输出

a,c

用例2

输入

50
1
get file

输出

NONE

解题思路

主要考察“最少使用频率”（Least Frequently Used, LFU）缓存策略的文件缓存系统。这种缓存系统特别适用于需要优先保留最常被访问的项的场景。解题思路和方法如下：

解题思路：

1. 初始化数据结构:

   • 存储文件及其属性（文件名、大小、访问次数、最后访问时间）。
   • 使用（最小堆）维护文件的删除顺序，基于访问次数和最后访问时间。

2. 处理输入:

   • 接收缓存的最大容量和操作数。
   • 对于每个操作（存储或获取文件），解析并执行相应的逻辑。

3. 缓存操作:

   • put方法：添加新文件到缓存。如果缓存已满，先移除访问次数最少且最早的文件，然后添加新文件。
   • get方法：从缓存中检索文件，同时更新其访问次数和最后访问时间。

4. 更新和维护缓存:

   • 每当文件被访问时，更新其在文件信息和最小堆中的信息。
   • 当缓存空间不足时，根据LFU策略移除文件。

LFU缓存方法：

LFU缓存是一种缓存算法，用于管理有限的资源（如内存）。其核心思想是当需要空间时，优先移除访问频率最低的项。与之相对的是LRU（最近最少使用）缓存，后者基于时间顺序（最近使用的）移除元素。

LFU缓存的关键特点：

• 访问计数：每个缓存项都有一个与之关联的访问计数器，记录该项被访问的次数。
• 优先级队列：使用优先级队列（如最小堆）来保持项的顺序，基于访问次数。
• 动态调整：缓存项的访问计数随着时间的推移动态更新，以反映其使用频率。