完整教程：CCF-CSP 36-3 缓存模拟（cache）【C++】

题目

题目链接：TUOJhttps://sim.csp.thusaac.com/contest/36/problem/2

参考：CCF-CSP第36次认证第三题——缓存模拟（满分题解）_ccfcsp缓存模拟-CSDN博客

思路

1. 数据结构设计

核心存储结构

• cache[NN]：每个组（共 N 组）维护一个 set<int>，记录该组当前缓存了哪些内存块

• lru[NN]：每个组维护一个按访问时间排序的 set<pair<时间戳, 内存块>>，用于实现 LRU 替换策略

辅助映射表

• tim[pos]：记录每个内存块 pos 的最后访问时间戳

• change[pos]：脏位标记，记录内存块是否被修改过（写回时要求写回内存）

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2. 关键算法逻辑

地址映射

给定内存块地址 pos：

• 组索引：id = (pos / n) % N

• 每组可容纳 n 个内存块（n 路组相联）

缓存访问流程

1. 判断命中：

   • 若 cache[id] 中存在 pos → 缓存命中

   • 若未命中 → 需要加载或替换

2. 未命中处理：

   • 如果该组已满（cache[id].size() == n），调用 pop(id) 执行 LRU 替换：

     • 弹出 lru[id] 中时间戳最小的块（最久未使用）

     • 若该块被修改过（change[pos] == 1），则输出 "1 pos" 表示写回内存，并清除脏位

     • 从 cache[id] 中移除该块

   • 加载新块：输出 "0 pos" 表示从内存读取，并将其加入 cache[id]

3. 更新访问信息：

   • 更新该块的时间戳 tim[pos] = nowtime

   • 将 (tim[pos], pos) 插入 lru[id]（若已在缓存中，需先删除旧记录再插入）

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3. 操作类型

• o == 1：写操作，标记 change[pos] = 1（脏位）

• 默认或 o == 0：读操作（代码中未显式判断 o==0，但 o==1 之外的均视为读）

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4. 输出格式

• 0 pos：表示从内存加载块 pos 到缓存

• 1 pos：表示将脏块 pos 写回内存

代码

【对上面的代码按照自己的习惯进行了改写，但是逻辑基本一致】

允许看到代码量并不大，可惜之前几次没好好珍惜考试的机会，拿到200分就撤了

#include
using namespace std;
#define endl '\n'
#define pii pair
const int NN=1e5+5;
int n,N,q, nowtime; //时间戳
maptim; //时间戳
mapchange; //被修改过（替换的话要先写入内存）
setcache[NN];  //NN：组数 //这种i组取set，不用map反而比较方便,用数组 O(1)
setlru[NN]; //（时间戳 ，当前内存块号pos）
void pop(int id)
{
	auto it=lru[id].begin();
	int pos=it->second;
	if(change[pos])
	{
		cout<<1<<" "<>n>>N>>q;
	while(q--)
	{
		nowtime++; //最近的查询最大，时间戳越大
		int o,pos; cin>>o>>pos;
		if(o==1) change[pos]=1;
		int id=(pos/n)%N; //组的id
		if(cache[id].count(pos)) //在缓存区
			lru[id].erase(lru[id].find({tim[pos],pos}));
		else // 不在缓存区
		{
			if(cache[id].size()==n) pop(id);
			insert(id,pos);
		}
		//查询完之后更新访问时间
		tim[pos]=nowtime;
		lru[id].insert({tim[pos], pos});
	}
}
int main()
{
	ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0);
	solve();
	return 0;
}