力扣算法题—146LRU缓存机制

【题目】

运用你所掌握的数据结构，设计和实现一个 LRU (最近最少使用) 缓存机制。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。

进阶:

你是否可以在 O(1) 时间复杂度内完成这两种操作？

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

【解题思路】

见博客：左神算法进阶班5_4设计可以变更的缓存结构(LRU)

【代码】

 1 class LRUCache {
 2 public:
 3     LRUCache(int capacity) {
 4         this->capacity = capacity;
 5     }
 6 
 7     int get(int key) {
 8         if (map.find(key) == map.end())
 9             return -1;
10         Node* p = map[key];
11         update(p);//更新使用频率
12         return p->val;
13     }
14 
15     void put(int key, int value) {
16         if (map.find(key) == map.end())//不存在就存入
17         {
18             if (this->map.size() == this->capacity)//缓存空间已满
19             {
20                 Node* p = this->head->next;
21                 this->head->next = p->next;//删除位于链表头部的最不常用的节点
22                 if (p->next == nullptr)//只有一个数据
23                     end = head;
24                 else
25                     p->next->pre = head;
26                 map.erase(p->key);//从表中删除，以留出空间                
27                 delete p;
28             }
29             Node* p = new Node(key, value);//新插入的数据在链表尾
30             this->end->next = p;
31             p->pre = end;
32             end = p;
33             map[key] = p;//存入数据
34         }
35         else//存在，但要更新数的使用频率
36         {
37             Node* p = map[key];//得到在链表中的位置
38             p->val = value;//更新数据值
39             update(p);//更新使用频率
40         }
41     }
42 
43 private:
44     struct Node
45     {
46         int key;
47         int val;
48         Node* pre;
49         Node* next;
50         Node(int k, int v) :key(k), val(v), pre(nullptr), next(nullptr) {}
51     };
52 
53     int capacity = 0;
54     hash_map<int, Node*>map;
55     Node* head = new Node(' ', -1);//指向链表的头
56     Node* end = head;//指向链表的尾
57     void update(Node* p)
58     {
59         if (p == end)
60             return;//p在链表尾部就不用移动了
61         Node* q = p->pre;
62         q->next = p->next;
63         p->next->pre = q;
64         end->next = p;
65         p->pre = end;//更新p的使用率，并挪至链表尾部
66         end = p;
67     }
68 };
69 
70 /**
71  * Your LRUCache object will be instantiated and called as such:
72  * LRUCache* obj = new LRUCache(capacity);
73  * int param_1 = obj->get(key);
74  * obj->put(key,value);
75  */
76 
77 void Test()
78 {
79     LRUCache* rr = new LRUCache(1);
80     rr->put(2, 1);
81     cout << rr->get(2) << endl;
82     rr->put(2, 2);
83     cout << rr->get(2) << endl;
84     rr->get(2);
85     rr->put(3, 2);
86     rr->get(2);
87     rr->get(3);
88     
89 
90 }