LeetCode146: LRU缓存
题目描述
请你设计并实现一个满足 LRU (最近最少使用) 缓存 约束的数据结构。
实现 LRUCache 类:
LRUCache(int capacity) 以 正整数 作为容量 capacity 初始化 LRU 缓存
int get(int key) 如果关键字 key 存在于缓存中,则返回关键字的值,否则返回 -1 。
void put(int key, int value) 如果关键字 key 已经存在,则变更其数据值 value ;如果不存在,则向缓存中插入该组 key-value 。如果插入操作导致关键字数量超过 capacity ,则应该 逐出 最久未使用的关键字。
函数 get 和 put 必须以 O(1) 的平均时间复杂度运行。
示例
示例:
输入
[“LRUCache”, “put”, “put”, “get”, “put”, “get”, “put”, “get”, “get”, “get”]
[[2], [1, 1], [2, 2], [1], [3, 3], [2], [4, 4], [1], [3], [4]]
输出
[null, null, null, 1, null, -1, null, -1, 3, 4]
解释
LRUCache lRUCache = new LRUCache(2);
lRUCache.put(1, 1); // 缓存是 {1=1}
lRUCache.put(2, 2); // 缓存是 {1=1, 2=2}
lRUCache.get(1); // 返回 1
lRUCache.put(3, 3); // 该操作会使得关键字 2 作废,缓存是 {1=1, 3=3}
lRUCache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 1 作废,缓存是 {4=4, 3=3}
lRUCache.get(1); // 返回 -1 (未找到)
lRUCache.get(3); // 返回 3
lRUCache.get(4); // 返回 4
解题思想
1、使用双向链表
2、使用HashMap
将最近使用的放到链表头部,如果超过容量就将最尾部的删除掉。
代码
class LRUCache { public: //定义双向链表 struct Node { int key, val; Node* next, * prev; Node(): key(0), val(0), prev(nullptr), next(nullptr){}; Node(int _key,int _val):key(_key),val(_val), prev(nullptr), next(nullptr) {}; }; //链表的首尾节点 Node* head, *tail; //key和结点的映射关系 unordered_map umap; int capacity,size; //容量大小和已经使用的大小 LRUCache(int capacity) { //初始化 this->capacity = capacity; this->size = 0; head = new Node(); tail = new Node(); head->next = tail; tail->prev = head; } int get(int key) { //如果不存在返回-1 if (!umap.count(key)) return -1; Node* node = umap[key]; removeNode(node); addNodeToHead(node); return node->val; } void put(int key, int value) { //如果链表中key存在,就修改value的值,然后再插入到表头 if (umap.count(key)) { Node* node = umap[key]; node->val = value; removeNode(node); addNodeToHead(node); } //如果不存在 else { //如果容量不够,就先删除最久未使用的,然后再创建一个新的结点 if (capacity == size) { Node* removed = tail->prev; //从哈希表中删除最久未访问的 umap.erase(removed->key); //从链表中也删除 removeNode(removed); size--; } //新创建一个节点 Node* node = new Node(key, value); addNodeToHead(node); umap[key] = node; size++; } } //删除当前节点 void removeNode(Node* node) { node->prev->next = node->next; node->next->prev = node->prev; } //添加到表头 void addNodeToHead(Node* node) { node->prev = head; node->next = head->next; head->next->prev = node; head->next = node; } };
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