题解 | #[JSOI2010]缓存交换#
[JSOI2010]缓存交换
https://ac.nowcoder.com/acm/problem/20185
链接:https://ac.nowcoder.com/acm/contest/22904/1006
来源:牛客网
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题目描述
在计算机中,CPU只能和高速缓存Cache直接交换数据。当所需的内存单元不在Cache中时,则需要从主存里把数据调入Cache。此时,如果Cache容量已满,则必须先从中删除一个。
例如,当前Cache容量为3,且已经有编号为10和20的主存单元。 此时,CPU访问编号为10的主存单元,Cache命中。 接着,CPU访问编号为21的主存单元,那么只需将该主存单元移入Cache中,造成一次缺失(Cache Miss)。 接着,CPU访问编号为31的主存单元,则必须从Cache中换出一块,才能将编号为31的主存单元移入Cache,假设我们移出了编号为10的主存单元。 接着,CPU再次访问编号为10的主存单元,则又引起了一次缺失。
我们看到,如果在上一次删除时,删除其他的单元,则可以避免本次访问的缺失。 在现代计算机中,往往采用LRU(最近最少使用)的算法来进行Cache调度——可是,从上一个例子就能看出,这并不是最优的算法。
对于一个固定容量的空Cache和连续的若干主存访问请求,聪聪想知道如何在每次Cache缺失时换出正确的主存单元,以达到最少的Cache缺失次数。
输入描述:
输入文件第一行包含两个整数N和M(1 ≤ M ≤ N ≤ 100,000),分别代表了主存访问的次数和Cache的容量。 第二行包含了N个空格分开的正整数,按访问请求先后顺序给出了每个主存块的编号(不超过1,000,000,000)。
输出描述:
输出一行,为Cache缺失次数的最小值。
本题贪心的策略就是,每次替换掉离目前位置最远的单元。
为什么不能是最近呢?因为替换掉离目前位置最近的单元,部分情况下会导致频繁替换
举个例子
设Cache的空间大小为2
1 2 3 1 4 1 5 1 2 2 2
可以看出,如果运行到3,4,5时,将距离最近的1换成3,4,5,那么很明显最后的总次数会增加很多,而如果将距离最远的2换成3,4,5,那么1会一直保留,这样总次数会大大减少
代码如下:
#include<stdio.h>
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int tmp[100020],nextp[100020],usd[100020]; //nextp数组存储每个相同元素的下一个位置,usd数组存储目前可以直接访问而不增加ans次数的内存单元位置
priority_queue<int,vector<int>>da; //存储相同内存单元的下一个位置
map<int,int>mp; //map映射内存单元与位置下标的关系
int main(){
int n,m,ans=0,num=0; //ans存储缺失次数,num存储Cache中的内存单元个数
scanf("%d %d",&n,&m);
for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&tmp[i]);
for(int i=n;i>=1;i--){//构造相同元素的下一个位置的数组
if(mp[tmp[i]]==0) nextp[i]=100020; //表示此元素为最后一个元素
else nextp[i]=mp[tmp[i]];
mp[tmp[i]]=i;
}
for(int i=1;i<=n;i++){
if(usd[i]==0){ //未存储在内存中,增加ans
ans++;
if(num<m){ //内存没有满,直接加入内存即可
num++;
da.push(nextp[i]);
usd[nextp[i]]=1;
}else{ //内存满了(贪心),将离目前的位置最远的单元替换为此单元。
usd[da.top()]=0; //更新usd状态,表示此单元已经不在Cache中
da.pop();
da.push(nextp[i]);
usd[nextp[i]]=1;
}
}else{ //已经存储在内存中了,不增加ans,只需要把队列里的值更新一下就行
usd[nextp[i]]=1;
da.push(nextp[i]);
}
}
printf("%d\n",ans);
return 0;
}
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int tmp[100020],nextp[100020],usd[100020]; //nextp数组存储每个相同元素的下一个位置,usd数组存储目前可以直接访问而不增加ans次数的内存单元位置
priority_queue<int,vector<int>>da; //存储相同内存单元的下一个位置
map<int,int>mp; //map映射内存单元与位置下标的关系
int main(){
int n,m,ans=0,num=0; //ans存储缺失次数,num存储Cache中的内存单元个数
scanf("%d %d",&n,&m);
for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&tmp[i]);
for(int i=n;i>=1;i--){//构造相同元素的下一个位置的数组
if(mp[tmp[i]]==0) nextp[i]=100020; //表示此元素为最后一个元素
else nextp[i]=mp[tmp[i]];
mp[tmp[i]]=i;
}
for(int i=1;i<=n;i++){
if(usd[i]==0){ //未存储在内存中,增加ans
ans++;
if(num<m){ //内存没有满,直接加入内存即可
num++;
da.push(nextp[i]);
usd[nextp[i]]=1;
}else{ //内存满了(贪心),将离目前的位置最远的单元替换为此单元。
usd[da.top()]=0; //更新usd状态,表示此单元已经不在Cache中
da.pop();
da.push(nextp[i]);
usd[nextp[i]]=1;
}
}else{ //已经存储在内存中了,不增加ans,只需要把队列里的值更新一下就行
usd[nextp[i]]=1;
da.push(nextp[i]);
}
}
printf("%d\n",ans);
return 0;
}
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这是本人对于算法入门班共十三章习题的题解与个人的一些感悟,本人写题解的目的是对于某些经典的/陌生的/无从下手的/思维方向错误的题目加深印象。 希望自己能够在学习算法的路上走得更远,今天也是努力学习的一天!