LeetCode:LRU Cache

题目大意：设计一个用于LRU cache算法的数据结构。 题目链接。关于LRU的基本知识可参考here

分析：为了保持cache的性能，使查找，插入，删除都有较高的性能，我们使用双向链表（std::list）和哈希表（std::unordered_map）作为cache的数据结构，因为：

• 双向链表插入删除效率高（单向链表插入和删除时，还要查找节点的前节点）
• 哈希表保存每个节点的地址，可以基本保证在O(1)时间内查找节点

具体实现细节：

• 越靠近链表头部，表示节点上次访问距离现在时间最短，尾部的节点表示最近访问最少
• 查询或者访问节点时，如果节点存在，把该节点交换到链表头部，同时更新hash表中该节点的地址
• 插入节点时，如果cache的size达到了上限，则删除尾部节点，同时要在hash表中删除对应的项。新节点都插入链表头部。                                                            本文地址

代码如下：

struct CacheNode
{
    int key;
    int value;
    CacheNode(int k, int v):key(k), value(v){}
};

class LRUCache{
public:
    LRUCache(int capacity) {
        size = capacity;
    }
    
    int get(int key) {
        if(cacheMap.find(key) == cacheMap.end())
            return -1;
        else
        {
            //把当前访问的节点移到链表头部,并且更新map中该节点的地址
            cacheList.splice(cacheList.begin(), cacheList, cacheMap[key]);
            cacheMap[key] = cacheList.begin();
            return cacheMap[key]->value;
        }
        
    }
    
    void set(int key, int value) {
        if(cacheMap.find(key) == cacheMap.end())
        {
            if(cacheList.size() == size)
            {//删除链表尾部节点（最少访问的节点）
                cacheMap.erase(cacheList.back().key);
                cacheList.pop_back();
            }
            //插入新节点到链表头部,并且更新map中增加该节点
            cacheList.push_front(CacheNode(key, value));
            cacheMap[key] = cacheList.begin();
        }
        else
        {//更新节点的值，把当前访问的节点移到链表头部,并且更新map中该节点的地址
            cacheMap[key]->value = value;
            cacheList.splice(cacheList.begin(), cacheList, cacheMap[key]);
            cacheMap[key] = cacheList.begin();
        }
        
    }
private:
    list<CacheNode> cacheList;
    unordered_map<int, list<CacheNode>::iterator>cacheMap;
    int size;
};

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