news 2026/4/16 18:10:52

D.二分查找-进阶——981. 基于时间的键值存储

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张小明

前端开发工程师

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D.二分查找-进阶——981. 基于时间的键值存储

题目链接:981. 基于时间的键值存储(中等)

算法原理:

解法一:TreeMap

150ms击败58.54%

时间复杂度O(log m)(单次set、get)

1. 存储结构设计
①外层用 HashMap<String, TreeMap<Integer, String>>,HashMap 负责通过 key 快速定位,时间复杂度 O(1)

②内层用 TreeMap,以时间戳为键、值为value,利用 TreeMap 红黑树的特性,自动按时间戳升序存储数据

2. set方法逻辑

①对传入的 key,用 computeIfAbsent 方法:存在则获取对应 TreeMap,不存在则新建 TreeMap 存入 HashMap

②将 <timestamp, value> 存入内层 TreeMap,自动完成排序,时间复杂度 O(log m)(m 为该 key 下的时间戳数量)

3. get方法逻辑

①通过 key 获取对应 TreeMap,无则返回空 TreeMap

②调用 TreeMap 的 floorEntry(timestamp) 方法,直接获取小于等于目标时间戳的最大时间戳对应的键值对

③有结果则返回 value,无结果则返回空字符串,查询时间复杂度 O(log m)

解法二:二分查找

131ms击败89.92%

时间复杂度O(log m)(单次set、get)

1. 存储结构设计
①外层使用HashMap<String, List<Pair>>:key为字符串键,通过key快速定位到对应的Pair列表(时间复杂度O(1))

②内层List<Pair>:每个Pair封装时间戳和对应值,利用set方法传入的时间戳严格递增特性,列表天然按时间戳升序排列,无需额外排序

2. set方法逻辑

①根据key从HashMap中获取Pair列表,若不存在则新建空列表

②新建Pair对象(封装当前时间戳和值),追加到列表尾部(保持升序)

③将更新后的列表放回HashMap中,完成存储

3. get方法逻辑

①根据key获取Pair列表,若列表为空,直接返回空字符串

②采用最右端点二分模型:在升序列表中,通过二分查找找到最大的满足时间戳≤目标时间戳的元素下标

③判断该下标对应的元素时间戳是否≤目标值:若是,返回对应值;若否(所有元素时间戳都大于目标值),返回空字符串

Java代码:

class TimeMap { //存<字符串键,<时间戳,数值>>Tree会天然按时间戳升序排序 Map<String, TreeMap<Integer, String>> map = new HashMap<>(); public void set(String key, String value, int timestamp) { map.computeIfAbsent(key, k -> new TreeMap<>()).put(timestamp, value); } public String get(String key, int timestamp) { //获取key对应的TreeMap,如果不存在就默认一个空的TreeMap,避免空指针 //floorEntry(timestamp):TreeMap的核心方法,返回<=timestamp的最大键对应的键值对Entry Map.Entry<Integer, String> entry = map.getOrDefault(key, new TreeMap<>()).floorEntry(timestamp); return entry == null ? "" : entry.getValue(); } } /** * Your TimeMap object will be instantiated and called as such: * TimeMap obj = new TimeMap(); * obj.set(key,value,timestamp); * String param_2 = obj.get(key,timestamp); */
class Pair{ int timestamp; String value; //构造函数,构建一个Pair public Pair(int timestamp,String value){ this.timestamp=timestamp; this.value=value; } } class TimeMap { Map<String,List<Pair>> hash; public TimeMap() { this.hash=new HashMap<String,List<Pair>>(); } //一个hash,键值是key,通过key找到Pair集合(类似TreeMap),根据Pair集合的时间戳找到目标值 //因为timestamp递增的特性,所以天然升序排序(无需排序再二分) public void set(String key, String value, int timestamp) { Pair pair=new Pair(timestamp,value); List<Pair> pairs=hash.getOrDefault(key,new ArrayList<Pair>()); pairs.add(pair);//追加到key的后面 hash.put(key,pairs);//重新放进哈希表 } public String get(String key, int timestamp) { List<Pair> pairs=hash.getOrDefault(key,new ArrayList<Pair>()); if(pairs.isEmpty()) return ""; //找已存的最大的timestamp,求最右端点模型 int left=0,right=pairs.size()-1; while(left<right){ int mid=left+(right-left+1)/2; //这里的get是List内置的,不是Pair的 //pairs.get(mid)含义:获取pairs列表中,下标为mid的那个Pair对象 if(pairs.get(mid).timestamp>timestamp) right=mid-1; else left=mid; } if(pairs.get(left).timestamp<=timestamp) return pairs.get(left).value; //前一个if没走,说明所有元素都大于timestamp,就是说都是在该时间戳之后set新添的元素,目前这个时间戳还没set过 return ""; } } /** * Your TimeMap object will be instantiated and called as such: * TimeMap obj = new TimeMap(); * obj.set(key,value,timestamp); * String param_2 = obj.get(key,timestamp); */
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