面试题 16.25. LRU缓存

缺乏、安全感 2023-02-26 04:29 1阅读 0赞

设计和构建一个“最近最少使用”缓存，该缓存会删除最近最少使用的项目。缓存应该从键映射到值(允许你插入和检索特定键对应的值)，并在初始化时指定最大容量。当缓存被填满时，它应该删除最近最少使用的项目。

它应该支持以下操作： 获取数据 get 和 写入数据 put 。

获取数据 get(key) - 如果密钥 (key) 存在于缓存中，则获取密钥的值（总是正数），否则返回 -1。  
写入数据 put(key, value) - 如果密钥不存在，则写入其数据值。当缓存容量达到上限时，它应该在写入新数据之前删除最近最少使用的数据值，从而为新的数据值留出空间。

示例:

LRUCache cache = new LRUCache( 2 /\* 缓存容量 \*/ );

cache.put(1, 1);  
cache.put(2, 2);  
cache.get(1); // 返回 1  
cache.put(3, 3); // 该操作会使得密钥 2 作废  
cache.get(2); // 返回 -1 (未找到)  
cache.put(4, 4); // 该操作会使得密钥 1 作废  
cache.get(1); // 返回 -1 (未找到)  
cache.get(3); // 返回 3  
cache.get(4); // 返回 4

来源：力扣（LeetCode）[添加链接描述][Link 1]。

双向链表+哈希：

class LRUCache {
        
    public:
        class Node{
        
        public:
            Node(int key, int value):key(key),value(value){
        };
            int key; 
            int value;
            Node* pre;
            Node* next;
        };
        int capacity;
        map<int, Node*> mp; //<key， 结点>
        Node *first; //头结点
        Node *last; //尾结点
    
        LRUCache(int capacity) {
        
            this->capacity = capacity;
            this->first = new Node(-1, -1);
            this->last = new Node(-1, -1);
            this->first->next = last;
            this->last->pre = first;
        }
        
        void addtolast(Node *temp) {
        
            temp->pre = this->last->pre;
            this->last->pre->next = temp;
            temp->next = last;
            this->last->pre = temp;
        }
    
        int get(int key) {
        
            if(mp.find(key) != mp.end()) {
        
                Node *temp = mp[key];
                temp->pre->next = temp->next;
                temp->next->pre = temp->pre;
                addtolast(temp);
                return temp->value;
            }
            else return -1;
        }
        
        void put(int key, int value) {
        
            if(mp.find(key) != mp.end()){
        
                mp[key]->value = value;
                Node *temp = mp[key];
                temp->pre->next = temp->next;
                temp->next->pre = temp->pre;
                addtolast(temp);
            }else if(mp.size() < capacity){
        
                Node *temp = new Node(key, value);
                mp[key] = temp;
                addtolast(temp);
            }else {
        
                Node *temp = new Node(key, value);
                mp[key] = temp;
                addtolast(temp);
                mp.erase(mp.find(this->first->next->key));
                this->first->next = this->first->next->next;
                this->first->next->pre = this->first;
            }
        }
    };
    
    /**
     * Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
     * LRUCache* obj = new LRUCache(capacity);
     * int param_1 = obj->get(key);
     * obj->put(key,value);
     */

[Link 1]: https://leetcode-cn.com/problems/lru-cache-lcci