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 }