[Programmers] 캐시 / python

문제 설명

캐시

지도개발팀에서 근무하는 제이지는 지도에서 도시 이름을 검색하면 해당 도시와 관련된 맛집 게시물들을 데이터베이스에서 읽어 보여주는 서비스를 개발하고 있다.
이 프로그램의 테스팅 업무를 담당하고 있는 어피치는 서비스를 오픈하기 전 각 로직에 대한 성능 측정을 수행하였는데, 제이지가 작성한 부분 중 데이터베이스에서 게시물을 가져오는 부분의 실행시간이 너무 오래 걸린다는 것을 알게 되었다.
어피치는 제이지에게 해당 로직을 개선하라고 닦달하기 시작하였고, 제이지는 DB 캐시를 적용하여 성능 개선을 시도하고 있지만 캐시 크기를 얼마로 해야 효율적인지 몰라 난감한 상황이다.

어피치에게 시달리는 제이지를 도와, DB 캐시를 적용할 때 캐시 크기에 따른 실행시간 측정 프로그램을 작성하시오.

입력 형식

• 캐시 크기(cacheSize)와 도시이름 배열(cities)을 입력받는다.
• cacheSize는 정수이며, 범위는 0 ≦ cacheSize ≦ 30 이다.
• cities는 도시 이름으로 이뤄진 문자열 배열로, 최대 도시 수는 100,000개이다.
• 각 도시 이름은 공백, 숫자, 특수문자 등이 없는 영문자로 구성되며, 대소문자 구분을 하지 않는다. 도시 이름은 최대 20자로 이루어져 있다.

출력 형식

• 입력된 도시이름 배열을 순서대로 처리할 때, 총 실행시간을 출력한다.

조건

• 캐시 교체 알고리즘은 LRU(Least Recently Used)를 사용한다.
• cache hit일 경우 실행시간은 1이다.
• cache miss일 경우 실행시간은 5이다

🤔 생각

• LRU가 뭐였더라 하다가 풀네임을 보고 바로 알고리즘이 떠올랐다.

LRU

• 대충 요약하자면, 가장 오랫동안 사용되지 않은 것을 먼저 지우는거다.
• hit 시 -> 기존 페이지 삭제 및 다시 삽입 (갱신)
• miss 시 -> 캐시가 포화 상태라면 가장 오래 있었던 것을 pop하고 삽입

LFU(Least Frequently Used)랑 혼동하기 쉬운데, 어감이 좀 헷갈리긴 하지만 똑똑히 기억해야 한다.
LRU는 최근 우선. LFU는 참조수가 큰 페이지 우선.

📌 내 풀이

from collections import deque

def solution(cacheSize, cities):
    cache = deque()
    answer = 0
    
    if cacheSize == 0: return len(cities)*5
    
    for city in cities:
        city = city.lower()
        try:
            cache.remove(city)
            cache.append(city)
            answer += 1
        except:
            answer += 5
            if len(cache) == cacheSize:
                cache.popleft()
            cache.append(city)

    return answer

• try-except 문을 쓴 이유는
• 어차피 remove 호출할거, if-in 문을 안쓰려고 한거다. (대충 아래와 같은 코드...)

if city in cache:
	cache.remove(city)
    ...

city를 이미 찾았는데도, remove에서 또 리스트를 순회하며 검색하게 된다

• remove 내장함수는 없는 value를 remove 하려고 하면 ValueError를 뱉는다.

• 그 점을 이용하면 캐시 hit, miss 여부 또한 나눌 수 있다.

📌 개선 풀이

from collections import deque

def solution(cacheSize, cities):
    cache = deque(maxlen=cacheSize)
    answer = 0
    
    for city in cities:
        city = city.lower()
        try:
            cache.remove(city)
            cache.append(city)
            answer += 1
        except:
            answer += 5
            cache.append(city)

    return answer

• deque에 maxlen 키워드인자를 사용하면 큐의 고정길이를 지정할 수 있다.

• 큐가 꽉 찬 상태에서 append하면 알아서 팝해준다.

• 불필요한 조건문을 줄일 수 있다...

✔ 회고

• 다른 캐싱 알고리즘도 한번 복습해야겠다.
• deque에 maxlen 인자는 매우 유용하게 사용할 수 있다! 기억하자.