[LeetCode]146. LRU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

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/lru-cache

题解

可以用哈希表+双向链表的结构。哈希表的value是链表节点，双向链表的节点存储key以及value。存储key是为了删除元素同时删除hash表映射关系时能知道key，双向链表时为了能迅速找到删除节点的前一个节点，实现O(1)删除一个节点。

Java中LinkedHashMap底层使用哈希表+双向链表实现，可以实现LRU的操作，只需要重写一个方法。对于LinkedHashMap，构造函数中第三个参数，false表示采用插入顺序，true表示采用访问顺序，默认为false。
LinkedHashMap参考文档 https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/LinkedHashMap.html

代码（使用LinkedHashMap实现）

class LRUCache extends LinkedHashMap<Integer,Integer>{
    private int capacity;
    
    public LRUCache(int capacity) {
        super(capacity,0.75F,true);
        this.capacity=capacity;
    }
    
    public int get(int key) {
        return super.getOrDefault(key,-1);   
    }
    
    public void put(int key, int value) {
        super.put(key,value);
    }
    
    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<Integer,Integer> eldest){
        return size()>capacity;
    } 
}

/**
 * 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);
 */