LRU缓存实现（手写版）
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) - 如果关键字 (key) 存在于缓存中，则获取关键字的值（总是正数），否则返回 -1。
写入数据 put(key, value) - 如果关键字已经存在，则变更其数据值；如果关键字不存在，则插入该组「关键字/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久未使用的数据值，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); // 该操作会使得关键字 2 作废
cache.get(2); // 返回 -1 (未找到)
cache.put(4, 4); // 该操作会使得关键字 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
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实现思路：查找和插入的时间复杂度都需要是O(1),那么只能通过hash表+双向链表的方式实现（LinkedHashMap就是这种方式），这里首先使用自定义的一个双向链表进行实现。
private int headKey;
private int lastKey;
private Map<Integer,Node> map;
private int capacity;
public LRUCache(int capacity) {
headKey = -1;
lastKey = -1;
this.capacity = capacity;
map = new HashMap<>(capacity);
}
/**
* 将节点移动到尾节点
* @param n
*/
private void changeNodeToLast(Node n){
//判断是否有头节点
if(headKey == -1){
headKey = n.key;
}
//判断当前节点是否是尾节点
if(lastKey == n.key){
return;
}
//判断当前节点是否是头节点
if(headKey == n.key){
//判断当前是否只有一个节点
if(n.after == null){
return;
}
headKey = n.after.key;
}
Node b = n.before;
Node a = n.after;
//将当前节点移动到尾节点
if(b != null){
b.after = a;
}
if(a != null){
a.before = b;
}
Node last = map.get(lastKey);
lastKey = n.key;
n.before = last;
last.after = n;
last = n;
last.after = null;
}
/**
* 添加新节点
* @param key
* @return
*/
private Node addNewNode(int key){
Node n = new Node();
//是否有头节点
if(headKey == -1){
headKey = key;
}
//是否有尾节点
else if(lastKey == -1){
lastKey = key;
Node head = map.get(headKey);
n.before = head;
head.after = n;
}else{
//中间节点处理
Node last = map.get(lastKey);
n.before = last;
last.after = n;
lastKey = key;
}
return n;
}
/**
* 移除头节点
*/
private void removeNode(){
Node node = map.get(headKey);
map.remove(headKey);
if(node.after != null){
headKey = node.after.key;
node.after.before = null;
}else{
headKey = -1;
lastKey = -1;
}
}
public int get(int key) {
Node n = map.get(key);
if(n != null){
this.changeNodeToLast(n);
return n.value;
}
return -1;
}
public void put(int key, int value) {
Node n = map.get(key);
if(n == null){
if(map.size()>= capacity){
this.removeNode();
}
n = this.addNewNode(key);
n.key = key;
n.value = value;
map.put(key,n);
}else{
this.changeNodeToLast(n);
n.key = key;
n.value = value;
}
}
private class Node{
public Node before;
public int key ;
private int value;
private Node after;
public Node(){
key = -1;
value = -1;
}
}
力扣执行结果：
