0981. 基于时间的键值存储

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0981. 基于时间的键值存储

标签：设计、哈希表、字符串、二分查找
难度：中等

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0981. 基于时间的键值存储 - 力扣

题目大意

描述：

设计一个基于时间的键值数据结构，该结构可以在不同时间戳存储对应同一个键的多个值，并针对特定时间戳检索键对应的值。

要求：

实现 TimeMap 类：

TimeMap() 初始化数据结构对象
void set(String key, String value, int timestamp) 存储给定时间戳 $timestamp$ 时的键 $key$ 和值 $value$ 。
String get(String key, int timestamp) 返回一个值，该值在之前调用了 set，其中 $timestamp\_prev \le timestamp$ 。如果有多个这样的值，它将返回与最大 $timestamp\_prev$ 关联的值。如果没有值，则返回空字符串（""）。

说明：

$1 \le key.length, value.length \le 10^{3}$ 。
key 和 value 由小写英文字母和数字组成。
$1 \le timestamp \le 10^{7}$ 。
set 操作中的时间戳 timestamp 都是严格递增的。
最多调用 set 和 get 操作 $2 \times 10^{5}$ 次。

示例：

示例 1：

输入：
["TimeMap", "set", "get", "get", "set", "get", "get"]
[[], ["foo", "bar", 1], ["foo", 1], ["foo", 3], ["foo", "bar2", 4], ["foo", 4], ["foo", 5]]
输出：
[null, null, "bar", "bar", null, "bar2", "bar2"]

解释：
TimeMap timeMap = new TimeMap();
timeMap.set("foo", "bar", 1);  // 存储键 "foo" 和值 "bar" ，时间戳 timestamp = 1   
timeMap.get("foo", 1);         // 返回 "bar"
timeMap.get("foo", 3);         // 返回 "bar", 因为在时间戳 3 和时间戳 2 处没有对应 "foo" 的值，所以唯一的值位于时间戳 1 处（即 "bar"） 。
timeMap.set("foo", "bar2", 4); // 存储键 "foo" 和值 "bar2" ，时间戳 timestamp = 4  
timeMap.get("foo", 4);         // 返回 "bar2"
timeMap.get("foo", 5);         // 返回 "bar2"

解题思路

思路 1：哈希表 + 二分查找

使用哈希表存储每个键对应的时间戳和值的列表，由于时间戳是递增的，可以使用二分查找。

使用哈希表 $data$ ，键为字符串 $key$ ，值为列表，列表中每个元素是 $(timestamp, value)$ 元组。
set 操作：将 $(timestamp, value)$ 添加到 $data[key]$ 的列表末尾。
get 操作：在 $data[key]$ 的列表中二分查找小于等于 $timestamp$ 的最大时间戳。

思路 1：代码

class TimeMap:

    def __init__(self):
        # 哈希表，key -> [(timestamp, value), ...]
        self.data = collections.defaultdict(list)

    def set(self, key: str, value: str, timestamp: int) -> None:
        # 直接添加到列表末尾（时间戳递增）
        self.data[key].append((timestamp, value))

    def get(self, key: str, timestamp: int) -> str:
        if key not in self.data:
            return ""
        
        pairs = self.data[key]
        # 二分查找小于等于 timestamp 的最大时间戳
        left, right = 0, len(pairs) - 1
        result = ""
        
        while left <= right:
            mid = (left + right) // 2
            if pairs[mid][0] <= timestamp:
                result = pairs[mid][1]
                left = mid + 1
            else:
                right = mid - 1
        
        return result


# Your TimeMap object will be instantiated and called as such:
# obj = TimeMap()
# obj.set(key,value,timestamp)
# param_2 = obj.get(key,timestamp)

思路 1：复杂度分析

时间复杂度：set 操作为 $O(1)$ ，get 操作为 $O(\log n)$ ，其中 $n$ 是该键对应的时间戳数量。
空间复杂度： $O(N)$ ，其中 $N$ 是所有 set 操作的总次数。