LeetCode 题解工作台
有时间限制的缓存
编写一个类，它允许获取和设置键-值对，并且每个键都有一个 过期时间 。 该类有三个公共方法： set(key, value, duration) ：接收参数为整型键 key 、整型值 value 和以毫秒为单位的持续时间 duration 。一旦 duration 到期后，这个键就无法访问。如果相同…
0
题型
1
代码语言
0
相关题
当前训练重点
中等 · cache·time·limit·core·interview·pattern
答案摘要
我们用哈希表 记录键值对，其中键为整型键 ，值为一个数组，数组的第一个元素为整型值 ，第二个元素为元素的过期时间 。 我们实现一个 `removeExpire` 方法，用于删除过期的键值对。在 `set`、`get` 和 `count` 方法中，我们先调用 `removeExpire` 方法，然后再进行相应的操作。
Interview AiBoxInterview AiBox 实时 AI 助手，陪你讲清 cache·time·limit·core·interview·pattern 题型思路
题目描述
编写一个类，它允许获取和设置键-值对，并且每个键都有一个 过期时间 。
该类有三个公共方法：
set(key, value, duration) ：接收参数为整型键 key 、整型值 value 和以毫秒为单位的持续时间 duration 。一旦 duration 到期后，这个键就无法访问。如果相同的未过期键已经存在，该方法将返回 true ，否则返回 false 。如果该键已经存在，则它的值和持续时间都应该被覆盖。
get(key) ：如果存在一个未过期的键，它应该返回这个键相关的值。否则返回 -1 。
count() ：返回未过期键的总数。
示例 1：
输入： actions = ["TimeLimitedCache", "set", "get", "count", "get"] values = [[], [1, 42, 100], [1], [], [1]] timeDelays = [0, 0, 50, 50, 150] 输出： [null, false, 42, 1, -1] 解释： 在 t=0 时，缓存被构造。 在 t=0 时，添加一个键值对 (1: 42) ，过期时间为 100ms 。因为该值不存在，因此返回false。 在 t=50 时，请求 key=1 并返回值 42。 在 t=50 时，调用 count() ，缓存中有一个未过期的键。 在 t=100 时，key=1 到期。 在 t=150 时，调用 get(1) ，返回 -1，因为缓存是空的。
示例 2：
输入： actions = ["TimeLimitedCache", "set", "set", "get", "get", "get", "count"] values = [[], [1, 42, 50], [1, 50, 100], [1], [1], [1], []] timeDelays = [0, 0, 40, 50, 120, 200, 250] 输出： [null, false, true, 50, 50, -1] 解释： 在 t=0 时，缓存被构造。 在 t=0 时，添加一个键值对 (1: 42) ，过期时间为 50ms。因为该值不存在，因此返回false。 当 t=40 时，添加一个键值对 (1: 50) ，过期时间为 100ms。因为一个未过期的键已经存在，返回 true 并覆盖这个键的旧值。 在 t=50 时，调用 get(1) ，返回 50。 在 t=120 时，调用 get(1) ，返回 50。 在 t=140 时，key=1 过期。 在 t=200 时，调用 get(1) ，但缓存为空，因此返回 -1。 在 t=250 时，count() 返回0 ，因为缓存是空的，没有未过期的键。
提示：
0 <= key, value <= 1090 <= duration <= 10001 <= actions.length <= 100actions.length === values.lengthactions.length === timeDelays.length0 <= timeDelays[i] <= 1450actions[i]是 "TimeLimitedCache"、"set"、"get" 和 "count" 中的一个。- 第一个操作始终是 "TimeLimitedCache" 而且一定会以 0 毫秒的延迟立即执行
解题思路
方法一：哈希表
我们用哈希表 记录键值对，其中键为整型键 ，值为一个数组，数组的第一个元素为整型值 ，第二个元素为元素的过期时间 。
我们实现一个 removeExpire 方法，用于删除过期的键值对。在 set、get 和 count 方法中，我们先调用 removeExpire 方法，然后再进行相应的操作。
时间复杂度为 ，空间复杂度为 。其中 为哈希表 的大小。
class TimeLimitedCache {
#cache: Map<number, [value: number, expire: number]> = new Map();
set(key: number, value: number, duration: number): boolean {
const isExist = this.#cache.has(key);
if (!this.#isExpired(key)) {
this.#cache.set(key, [value, Date.now() + duration]);
}
return isExist;
}
get(key: number): number {
if (this.#isExpired(key)) return -1;
const res = this.#cache.get(key)?.[0] ?? -1;
return res;
}
count(): number {
const xs = Array.from(this.#cache).filter(([key]) => !this.#isExpired(key));
return xs.length;
}
#isExpired = (key: number) =>
this.#cache.has(key) &&
(this.#cache.get(key)?.[1] ?? Number.NEGATIVE_INFINITY) < Date.now();
}
/**
* Your TimeLimitedCache object will be instantiated and called as such:
* var obj = new TimeLimitedCache()
* obj.set(1, 42, 1000); // false
* obj.get(1) // 42
* obj.count() // 1
*/
复杂度分析
| 指标 | 值 |
|---|---|
| 时间 | Depends on the final approach |
| 空间 | Depends on the final approach |
面试官常问的追问
外企场景- question_mark
Can the candidate efficiently handle key expiration using timers?
- question_mark
Is the candidate able to optimize for both space and time complexity while managing cache expiration?
- question_mark
Does the candidate ensure that overwriting a key correctly updates both the value and the expiration timer?
常见陷阱
外企场景- error
Not handling key overwrites properly and not resetting the expiration timer.
- error
Failing to clean up expired keys efficiently, leading to memory leaks or slow performance.
- error
Not accounting for the precise timing of expiration and the effect of delayed get or count operations.
进阶变体
外企场景- arrow_right_alt
Implementing a persistent cache where keys survive beyond program execution.
- arrow_right_alt
Handling different expiration durations for each key dynamically in more complex use cases.
- arrow_right_alt
Optimizing for large-scale caches where multiple operations need to be processed concurrently.