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（写回时需要写回内存）

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

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
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]
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）

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）

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】

可以看到代码量并不大，可惜之前几次没好好珍惜考试的机会，拿到200分就撤了

cpp 复制代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define endl '\n'
#define pii pair<int,int>

const int NN=1e5+5;
int n,N,q, nowtime; //时间戳 

map<int,int>tim; //时间戳  
map<int,int>change; //被修改过（替换的话要先写入内存） 
set<int>cache[NN];  //NN：组数 //这种i组取set，不用map反而比较方便,用数组 O(1) 
set<pii>lru[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<<" "<<pos<<endl;
		change[pos]=0; 
	}
	cache[id].erase(pos); //WARN：脏位设为0
	lru[id].erase(it); //warn:lru[id] not lru
}

void insert(int id,int pos)
{
	cout<<0<<" "<<pos<<endl;
	cache[id].insert(pos);
}

void solve()
{
	cin>>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;
}