460. LFU 缓存

请你为 最不经常使用（LFU）缓存算法设计并实现数据结构。

实现 LFUCache 类：

LFUCache(int capacity) - 用数据结构的容量 capacity 初始化对象
int get(int key) - 如果键存在于缓存中，则获取键的值，否则返回 -1。
void put(int key, int value) - 如果键已存在，则变更其值；如果键不存在，请插入键值对。当缓存达到其容量时，则应该在插入新项之前，使最不经常使用的项无效。在此问题中，当存在平局（即两个或更多个键具有相同使用频率）时，应该去除 最近最久未使用 的键。
注意「项的使用次数」就是自插入该项以来对其调用 get 和 put 函数的次数之和。使用次数会在对应项被移除后置为 0 。

为了确定最不常使用的键，可以为缓存中的每个键维护一个 使用计数器 。使用计数最小的键是最久未使用的键。

当一个键首次插入到缓存中时，它的使用计数器被设置为 1 (由于 put 操作)。对缓存中的键执行 get 或 put 操作，使用计数器的值将会递增。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/lfu-cache

著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

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

class LFUCache {

    private int capacity;

    private int minFreq;

    private Map<Integer, Node> keyMap;

    private Map<Integer, LinkedList<Node>> freqMap;


    public LFUCache(int capacity) {
        this.capacity = capacity;
        this.minFreq = 0;
        this.keyMap = new HashMap<>();
        this.freqMap = new HashMap<>();
    }

    public int get(int key) {
        Node node = keyMap.get(key);
        if (node == null) {
            return -1;
        }
        LinkedList<Node> nodes = freqMap.get(node.freq);
        if (nodes.size() == 1) {
            freqMap.remove(node.freq);
            if (minFreq == node.freq) {
                minFreq++;
            }
        } else {
            nodes.remove(node);
        }
        freqMap.computeIfAbsent(++node.freq, k -> new LinkedList<>()).offerFirst(node);
        return node.value;
    }

    public void put(int key, int value) {
        if (capacity == 0) {
            return;
        }
        Node node = keyMap.get(key);
        if (node == null) {
            if (keyMap.size() == capacity) {
                LinkedList<Node> nodes = freqMap.get(minFreq);
                keyMap.remove(nodes.pollLast().key);
                if (nodes.size() == 0) {
                    freqMap.remove(minFreq);
                }
            }
            minFreq = 1;
            node = new Node(key, value, 1);
            keyMap.put(key, node);
            freqMap.computeIfAbsent(node.freq, k -> new LinkedList<>()).offerFirst(node);
        } else {
            node.value = value;
            LinkedList<Node> nodes = freqMap.get(node.freq);
            if (nodes.size() == 1) {
                freqMap.remove(node.freq);
                if (minFreq == node.freq) {
                    minFreq++;
                }
            } else {
                nodes.remove(node);
            }
            freqMap.computeIfAbsent(++node.freq, k -> new LinkedList<>()).offerFirst(node);
        }
    }
}


class Node {
    int key;
    int value;
    int freq;

    public Node(int key, int value, int freq) {
        this.key = key;
        this.value = value;
        this.freq = freq;
    }
}

/**
 * Your LFUCache object will be instantiated and called as such:
 * LFUCache obj = new LFUCache(capacity);
 * int param_1 = obj.get(key);
 * obj.put(key,value);
 */